Реферат: Человек и информация в материальном мире. Информатика и информация реферат

Реферат - Организация информации - Информатика

Представление и обработка информации

Информатика и информационные технологии

Информатика [computer science] – научное направление, занимающееся изучением законов, методов и способов накапливания, обработки и передачи информации с помощью ЭВМ и других технических средств. Предметом изучения информатики являются информационные технологии и их применение для решения прикладных задач. Технология практически определяет что, как и сколько нужно сделать, чтобы получить требуемый результат. Конечная задача использования информационных технологий – это подготовка и принятие управленческих решений.

Информация и данные

Первичное понятие информатики – информация. Данное понятие неопределяемо. Поэтому, строго говоря, это понятие можно раскрыть только через указание процессов, в которых оно участвует. Чаще всего под этим понятием подразумевают содержательную сторону, отличая его от понятия «данные», которое, следовательно, отражает собой формальную сторону.

Будем понимать под информацией [information] меру устранения неопределённости в отношении исхода интересующего нас события.

Тогда под данными [data] будут пониматься объекты любой формы, выступающие в качестве средства представления информации. Можно сказать, что данные – это информация, зафиксированная в определённой форме.

Одни и те же данные могут нести различную информацию для разных потребителей. Фиксация информации в виде данных осуществляется с помощью конкретных средств (языковых, изобразительных, числовых и т.д.) на конкретном физическом носителе.

Формальное назначение ЭВМ заключается в обработке данных. Причём ЭВМ обрабатывает данные без учёта их смыслового содержания. Для этой обработки используются лишь математические операции. Оценивать смысловое содержание данных может только человек.

Представление и обработка данных

Для того, чтобы использовать ЭВМ для обработки данных, необходимо располагать некоторым способом представления данных. Способ представления данных будет зависеть от того, для кого эти данные предназначены: для человека (внешнее представление) или для ЭВМ (внутреннее представление).

Во внутреннем представлении данные могут быть описаны в аналоговой (непрерывной) или цифровой (дискретной) формах. В соответствии с этим различают аналоговые и цифровые ЭВМ. Практически все используемые ЭВМ в настоящее время являются цифровыми. Таким образом, любые данные в современных ЭВМ представляются в виде целых чисел.

Любые виды данных, обрабатываемых на ЭВМ, могут быть сведены к совокупности простейших форм: набор символов (текст), звук (мелодия), изображение (фотографии, рисунки, схемы), вещественные и целые числа (числовая информация).

Каждый такой вид данных должен быть некоторым универсальным образом представлен в виде набора целых чисел. Правила такого представления разрабатываются научными институтами и оформляются в виде стандартов.

Во внешнем представлении все данные хранятся в виде файлов. Во многих случаях требуется ещё более высокий уровень организации данных на внешнем уровне, тогда данные группируются в базы данных (см. рис.1.

Задачи по обработке данных предполагают также способы описания процесса самой обработки. Процедуры обработки данных также представляются на внешнем и внутреннем уровне. На внутреннем уровне каждая такая процедура представляет собой последовательность логических операций с целыми числами, и называется программой. Сами логические операции кодируются с помощью средств машинного языка.

На внешнем уровне процедуры представляются в виде алгоритма. Конкретный вид алгоритма зависит от используемого алгоритмического языка (см. рис. 2).

Таким образом, решение любых задач с помощью ЭВМ в конечном счёте сводится к двум взаимосвязанным проблемам: цифровому представлению данных и алгоритмическому представлению способов обработки данных.

Внутреннее представление данных

Двоичная форма целых чисел. Количество информации

ЭВМ является электрическим прибором. Она управляется с помощью электрических сигналов. Поэтому любые данные должны быть некоторым универсальным образом представлены в таком виде, чтобы их можно было легко перевести на «электрический» язык. Таким свойством обладают двоичная форма целых чисел. Для записи числа в двоичной форме используются только два символа 0 и 1. Эти символы легко поставить в соответствие некоторому фиксированному значению напряжения в электрических схемах ЭВМ (см. рис. 3).

Чтобы обрабатывать данные, необходимо иметь некоторый универсальный способ представления операций с целыми числами, чтобы эти операции были легко представимы на «электрическом» языке. Оказывается, что этому условию удовлетворяют три операции с двоичными числами. Это операции логического сложения «ИЛИ», логического умножения «И» и отрицания «НЕ».

Таблица 1. Операции с двоичными числами

Таким образом, все данные, с которыми работают ЭВМ, представлены в виде двоичных чисел, а все действия с данными сводятся к комбинации трёх логических операций.

Рассмотрим сложение чисел 4+3. В двоичной форме эти числа будут иметь вид соответственно 0100 и 0011. Выполняя операцию логического сложения с каждым разрядом обоих чисел, получим число 0111, что является двоичным представлением числа 7.

Количество информации, соответствующее двоичному числу, называют битом [bit]. Число, которое представлено N битами называется N-битным или N-разрядным.

В дальнейшем оказалось удобным оперировать последовательностями нулей и единиц, объединённых в группы фиксированного размера.

Наибольшее значение имеет последовательность из восьми двоичных чисел — 8-разрядное число. Количество информации, соответствующее такому числу, называется байтом [byte]. Кроме того, используются группы, называемые словом [word]. Размер слова зависит от характеристик конкретной ЭВМ, но, как правило, в большинстве современных ЭВМ размер слова равен 2 байтам.

Очень часто программистам приходится непосредственно работать с двоичными числами, поэтому, чтобы упростить эту работу, часто используются шестнадцатеричное представление двоичных чисел.

Для упрощения перевода целых чисел в двоичную и шестнадцатеричную формы составляется следующая таблица:

4310= 2В16 = 001010112

Таким образом, первая задача, которая ставится в информатике – это задача представления любых данных в форме целых чисел (в цифровой форме).

Цифровое представление символов

Правило цифрового представления символов следующее: каждому символу ставится в соответствие некоторое целое число, то есть каждый символ нумеруется.

Рассмотрим последовательность строчных букв русского алфавита: а, б, в, г, д, е, ё, ж, з, и, й, к, л, м, н, о, п, р, с, т, у, ф, х, ц, ч, ш, щ, ъ, ы, ь, э, ю, я. Присвоив каждой букве номер от 0 до 33, получим простейший способ представления символов. Последнее число — 32 в двоичной форме имеет вид 100000, то есть для хранения символа в памяти понадобится 6 бит. Так как с помощью шести бит можно представить число 26 – 1 = 63, то шести бит будет достаточно для представления 64 букв.

Имеются разные стандарты для представления символов, которые отличаются лишь порядком нумерации символов. Наиболее распространён американский стандартный код для информационного обмена — ASCII [American Standard Code for Information Interchange] введён в США в 1963г. В 1977 году в несколько модифицированном виде он был принят в качестве всемирного стандарта Международной организации стандартов [International Standards Organization — ISO] под названием ISO-646. Согласно этому стандарту каждому символу поставлено в соответствие число от 0 до 255. Символы от 0 до 127 – латинские буквы, цифры и знаки препинания – составляют постоянную часть таблицы. Остальные символы используются для представления национальных алфавитов. Конкретный состав этих символов определяется кодовой страницей. В русской версии ОС Windows95 используется кодовая страница 866. В ОС Linux для представления русских букв более употребительна кодировка КОИ-8.

Недостатки такого способа кодировки национального алфавита очевидны. Во-первых, невозможно одновременное представление русских и, например, французских букв. Во-вторых, такая кодировка совершенно непригодна для представления китайских или японских иероглифов. В 1991 году была создана некоммерческая организация Unicode, в которую входят представители ряда фирм (Borland, IBM, Lotus, Microsoft, Novell, Sun, WordPerfect и др.), и которая занимается развитием и внедрением нового стандарта. Кодировка Unicode использует 16 разрядов и может содержать 65536 символов. Это символы большинства народов мира, элементы иероглифов, спецсимволы, 5000 мест для частного использования, резерв из 30000 мест.

ASCII-код символа A = 6510 = 4116 = 010001112;

ASCII-код символа G = 7110 = 4716 = 010001112;

ASCII-код символа Z = 9010 = 5A16 = 010110102.

ASCII-код символа C = 6710 = 4316 = 011001112

Unicode-код символа C = 6710 = 00000000011001112.

Цифровое представление вещественных чисел

Для того, чтобы представить вещественное число в виде набора целых чисел, его необходимо привести к нормализованной форме:

x = M*2P;

где M — называется мантиссой (дробной частью), а P — экспонентой (порядком).

здесь S – признак знака. Поэтому необходимо также определить, какой размер памяти будет отведён под все три части нормализованного числа.

Далее должны быть определены правила (алгоритмы), по которым будут выполняться арифметические операции с нормализованными вещественными числами. Совокупность таких алгоритмов, а также правил представления чисел в нормализованной форме называется арифметикой плавающих чисел [floating point number].

Поскольку размер памяти, отводимый под мантиссу и порядок, ограничен, то вещественные числа представляются с некоторой погрешностью (точность десятичных цифр) и имеют ограниченный диапазон изменения. Чем больше размер памяти для плавающего числа, тем точнее можно представить вещественное число. Поэтому для пользователя основными характеристиками арифметики плавающего числа являются длина числа (размер), измеряемая в битах, и точность представления числа. По точности представления вещественных чисел различают плавающие числа одинарной и двойной точности [single and double divcision].

Рассмотрим принцип цифрового представления вещественного числа 15,375. Пусть под мантиссу отведено 5 десятичных разрядов, а под порядок – 2 разряда. Представим число в нормализованной форме: 15,375 » 1,9219*23. Так как в нормализованной форме первая цифра всегда равна единице, то её можно не хранить. Тогда число будет представлено в виде целого числа 9219003 с относительной погрешностью не более 10-4, то есть число верных десятичных чисел равно 4. В памяти ЭВМ это число будет храниться в двоичной форме, причём можно легко подсчитать, что для хранения такого числа потребуется 27 бит. Максимальное число, которое можно представить таким образом — 9999999=1,99999*1099, а минимальное, не равное нулю — 0000100=0,00001. Если предусмотреть один бит для хранения знака порядка, то минимально представляемое число будет равно 00001-99, то есть 0,00001*10-99.

При попытке выйти за допустимый диапазон ЭВМ выдаст сообщение о переполнении (underflow или overflow).

Конкретные характеристики арифметики различны для разных стандартов. Для ПЭВМ наиболее распространённым является IEEE-стандарт (IEEE-754-1985) [Institute of Electrical and Electronic Engineers], согласно которому вещественные числа представляются в трёх основных формах (см. табл. 1.2).

Таблица 2. Данные с плавающей точкой по IEEE-стандарту

Размер,

бит

Диапазон изменения чисел

максимум         минимум

Машинное

e

Источник: [5].

Здесь нужно заметить, что характеристики плавающего числа двойной точности будут зависеть от той арифметики, которая используется на конкретной ЭВМ.

Запишем число 15,375 в двоичном виде:

15.375 = 1111.0112  1.111011*2112

Тогда согласно стандарту IEEE число будет представляться:

single

15,375 = 0 1000.0001.0 111.0110.0000.0000.0000.00002 = 4176000016

long double

15,375 = 0 1000.0000.00010. 1110.1100.0000.0000. … 00002 = 402ЕС0000000000016.

Источник: [5].

Особенности плавающей арифметики могут существенно влиять на результаты расчётов, вплоть до того, что погрешность может сделать невозможным получение какого-либо результата вообще, поэтому знание деталей реализации арифметики плавающих чисел является необходимым для программистов.

Существует особая характеристика плавающей арифметики – машинное эпсилон. Это число, которое определяется как

/>.

Для плавающего числа единичной точности (по IEEE стандарту):

/>.

Это значит, если написать программу на языке BASIC:

a=1.2

b=1.e-7

print a+b

то результат, который выдаст программа, будет равен 1.2.

Поэтому программы, учитывающие особенности плавающей арифметики могут трактовать все числа, меньшие, чем машинное эпсилон, практически равными нулю.

Цифровое представление изображений

Под изображением будем понимать прямоугольную область, закрашенную непрерывно изменяющимся цветом. Поэтому для представления изображений в целых числах необходимо отдельно дискретизировать прямоугольную область и цвет.

Для описания области она разбивается на множество точечных элементов – пикселов [pixel]. Само множество называется растром [bit map, dot matrix, raster] (см. рис. 1.3), а изображения, которые формируются на основе растра, называются растровыми.

Число пикселов называется разрешением [resolution]. Часто встречаются значения 640х480, 800х600, 1024х768, 1280х1024. Каждый пиксел нумеруется, начиная с нуля слева направо и сверху вниз.

Для представления цвета используются цветовые модели. Цветовая модель [color model] это правило, по которому может быть вычислен цвет. Самая простая цветовая модель – битовая. В ней для описания цвета каждого пиксела (чёрного или белого) используется всего один бит. Для представления полноцветных изображений используются несколько более сложных моделей. Известно, что любой цвет может быть представлен как сумма трёх основных цветов: красного, зелёного и синего. Если интенсивность каждого цвета представить числом, то любой цвет будет выражаться через набор из трёх чисел. Так определяется наиболее известная цветовая RGB-модель. На каждое число отводится один байт. Так можно представить 224 цвета, то есть примерно 16,7 млн. цветов. Белый цвет в этой модели представляется как (1,1,1), чёрный – (0,0,0), красный (1,0,0), синий (0,0,1). Жёлтый цвет является комбинацией красного и зелёного и потому представляется как (1,1,0).

Пример

Пусть имеется изображение вида

               0000000000000000

               0000000000000000

               0000111110000000

               0000100010000000

               0000100010000000

               0000111110000000

               0000000000000000

               0000000000000000

В шестнадцатеричном виде этот двоичный набор будет выглядеть так:

               00 00 00 00 0F 80 08 80 08 80 0F 80 00 00 00 00

Всего для хранения такого изображения потребуется 16 байт.

Данное изображение легко преобразовать в RGB-модель. Достаточно заменить все нули тройками (1,1,1), а все единицы — тройками (0,0,0). Тогда получим следующее шестнадцатеричное представление изображения:

               FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF F0 00 1F FF FF

               FF F1 FF 1F FF FF FF F1 FF 1F FF FF FF F0 00 1F FF FF

www.ronl.ru

Доклад - Информация, информатика, представление информации

Министерство науки и образования Украины

Славянский государственный педагогический университет

Реферат

на тему:

Информация, информатика,

представление информации.

Студента 3 курса

Шрам Сергея

Славянск

2003

1. Информация, информатика,

представление информации.

Понятие об информации

Несмотря на то, что человеку постоянно приходится иметь дело с информацией (он получает ее с помощью органов чувств), строгого научного определения, что же такое информация, не существует. В тех случаях, когда наука не может дать четкого определения какому-то предмету или явлению, люди пользуются понятиями.

Понятия отличаются от определений тем, что разные люди при разных обстоятельствах могут вкладывать в них разный смысл. В бытовом смысле под информацией обычно понимают те сведения, которые человек получает от окружающей природы и общества с помощью органов чувств. Наблюдая за природой, общаясь с другими людьми, читая книги и газеты, просматривая телевизионные передачи, мы получаем информацию.

Математик рассмотрит это понятие шире и включит в него те сведения, которые человек не получал, а создал сам с помощью умозаключений. Биолог же пойдет еще дальше и отнесет к информации и те данные, которые человек не получал с помощью органов чувств и не создавал в своем уме, а хранит в себе с момента рождения и до смерти. Это генетический код, благодаря которому дети так похожи на родителей.

Итак, в разных научных дисциплинах и в разных областях техники существуют разные понятия об информации. Нам же, приступая к изучению информатики, надо найти что-то общее, что объединяет различные подходы. И такая общая черта есть. Все отрасли науки и техники, имеющие дело с информацией, сходятся в том, что информация обладает четырьмя свойствами. Информацию можно: создавать, передавать (и, соответственно, принимать), хранить и обрабатывать.

Каждая дисциплина решает эти вопросы по-разному. В нашем учебном пособии мы рассмотрим те средства, которые для этого предоставляет информатика.

Информатика

Информатика — это техническая наука, систематизирующая приемы создания, хранения, обработки и передачи информации средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими.

Из этого определения видно, что информатика очень близка к технологии, поскольку отвечает на вопрос как..?

• Как принимать и хранить информацию?

• Как обрабатывать информацию и преобразовывать ее в форму, удобную для человека?

• Как использовать вычислительную технику с наибольшей эффективностью?

• Как использовать достижения других наук для создания новых средств вычислительной техники?

• Как управлять техническими средствами с помощью программ?

Поэтому не случайно предмет, изучением которого занимается информатика, нередко называют информационной технологией или компьютерной технологией.

Важным в нашем определении является то, что у информатики есть как бы две стороны. С одной стороны, она занимается изучением устройств и принципов действия средств вычислительной техники, а с другой стороны — систематизацией приемов и методов работы с программами, управляющими этой техникой.

Краткая история информатики

Корни информатики лежат в другой науке — кибернетике. Понятие «кибернетика» впервые появилось в первой половине XIX века, когда французский физик Андре Мари Ампер, известный нам из школьного курса физики по закону Ампера, решил создать единую классификацию всех наук, как существовавших в то время, так и гипотетических (которые не существовали, но, по его мнению, должны были бы существовать). Он предположил, что должна существовать некая наука, занимающаяся изучением искусства управления. Ампер не имел в виду управление техническими системами, поскольку сложных технических систем в те времена еще не было. Он имел в виду искусство управления людьми, то есть обществом. Эту несуществующую науку Ампер назвал кибернетикой от греческого слова кибернетикос (искусный в управлении). В Древней Греции этого титула удостаивались лучшие мастера управления боевыми колесницами.

Впоследствии слово кибернетикос было заимствовано римлянами — так в латинском языке появилось слово губернатор (управляющий провинцией). Сегодня уже трудно догадаться, что слова «кибернетика» и «губернатор» имеют одно происхождение, но это так.

С тех пор о кибернетике забыли более, чем на сто лет. В 1948 году выдающийся американский математик Норберт Винер, труды которого по математической логике легли в основу зарождавшегося тогда программирования вычислительной техники, вновь возродил термин «кибернетика» и определил ее как науку об управлении в живой природе и в технических системах. Это определение оказалось весьма спорным. Смешивание живой природы и технических систем в одной дисциплине привело к резкому неприятию такого определения учеными многих стран. Особенно сильной критике зарождавшаяся кибернетика подверглась в Советском Союзе. В большинстве стран мира научная дискуссия привела к расколу в научных кругах, а в СССР, где кибернетика получила даже политическое осуждение, работы в этой области были вообще прекращены на много лет, что болезненно сказывается и по сей день.

Так из-за спорного определения в молодой зарождающейся науке произошел раскол. Сегодня кибернетика продолжает изучать связь между психологией и математической логикой, разрабатывает методы создания искусственного интеллекта, но наряду с ней уже действует другая, отделившаяся от нее наука. Она занимается проблемами применения средств вычислительной техники для работы с информацией. В Великобритании и США эту науку называют computer science (наука о вычислительной технике). Во Франции она получила другое название — informatique (информатика). Оттуда это название и пришло к нам в Украину и Россию, а также в некоторые другие страны Восточной Европы.

Информация аналоговая и цифровая

Информацию можно классифицировать разными способами, и разные науки делают это по-разному. Например, в философии различают информацию объективную и субъективную. Объективная информация отражает явления природы и человеческого общества. Субъективная информация создается людьми и отражает их взгляд на объективные явления.

Для криминалистики, например, очень важно, что информация бывает полной и неполной, истинной и ложной, достоверной и недостоверной. Юристы рассматривают информацию как факты. Физики же рассматривают информацию как сигналы — для них наиболее важна передача информации, поскольку физика изучает законы природы, лежащие в основе распространения сигналов разных видов (оптических, звуковых, электромагнитных и других). Биология изучает методы обмена информацией между животными, генетика изучает передачу информации по наследству с помощью генов, а лингвистика изучает методы кодирования и выражения информации языковыми методами.

Каждая наука, занимающаяся вопросами, связанными с информацией, вводит свою систему классификации. Для информатики самым главным вопросом является то, каким образом используются средства вычислительной техники для создания, хранения, обработки и передачи информации, поэтому у информатики особый подход к классификации информации. В информатике отдельно рассматривают аналоговую информацию и цифровую. Это важно, поскольку человек благодаря своим органам чувств, привык иметь дело с аналоговой информацией, а вычислительная техника, наоборот, в основном работает с цифровой информацией.

Человек так устроен, что воспринимает информацию с помощью органов чувств. Свет, звук и тепло — это энергетические сигналы, а вкус и запах – это результат воздействия химических соединений, в основе которого тоже энергетическая природа. Человек испытывает энергетические воздействия непрерывно и может никогда не встретиться с одной и той же их комбинацией дважды. Мы не найдем двух одинаковых зеленых листьев на одном дереве и не услышим двух абсолютно одинаковых звуков — это информация аналоговая. Если же разным цветам дать номера, а разным звукам — ноты, то аналоговую информацию можно превратить в цифровую.

Музыка, когда мы ее слышим, несет аналоговую информацию, но стоит только записать ее нотами, как она становится цифровой. Мы легко различим разницу в одной и той же ноте, если исполнить ее на фортепиано и на флейте, хотя на бумаге эти ноты выглядят одинаково.

Разница между аналоговой информацией и цифровой прежде всего в том, что аналоговая информация непрерывна, а цифровая — дискретна. Если у художника в палитре только одна зеленая краска, то непрерывную бесконечность зеленых цветов листьев он передаст очень грубо, и все деревья на картине будут иметь одинаковый цвет. Если у художника три разные зеленые краски, то передача цвета уже будет чуть более точной. Для большей точности передачи аналоговой информации о живой природе художники смешивают разные краски и получают большое количество оттенков.

Аналого-цифровое преобразование

Преобразование информации из аналоговой формы в цифровую называютаналогово-цифровым преобразованием (АЦП).

Примеры аналоговой информации известны нам из школьного курса математики. Графики непрерывных функций выражают аналоговую информацию.

1. На рисунке показан график функцииY = X 2 . Это график непрерывной функции.

2. Тот же самый график после преобразования в цифровую форму выглядит иначе — намного грубее.

3. Погрешность, которая возникает при таком преобразовании, называется погрешностью оцифровки.

4. Преобразование можно сделать менее грубым, если столбики диаграммы поставить почаще (так уменьшается дискретность).

5. Чем меньше дискретность, тем ближе цифровая информация к аналоговой и меньше погрешность оцифровки.

Вы видите, что при уменьшении дискретности на диаграмме становится больше столбиков. Если дискретность сделать очень маленькой, то точность представления непрерывной аналоговой информации в виде последовательности чисел можно сделать очень высокой, но и столбиков в диаграмме будет больше. Поэтому чем ближе цифровая информация приближается по качеству к аналоговой, тем больше вычислений приходится выполнять компьютеру, а значит, тем больше информации ему надо хранить и обрабатывать.

Чем мощнее компьютер, тем больше информации он может обработать в единицу времени. Чем быстрее компьютер обрабатывает информацию, тем выше качество изображения, лучше звук и точнее результаты расчетов, но тем дороже обходится людям прием, передача и обработка информации.

6. Справа показаны два «одинаковых» рисунка, полученные из Интернета. Затраты времени (и средств) на прием второго рисунка в десять раз выше, потому что он содержит больше информации.

Устройства аналоговые и цифровые

Органы чувств человека так устроены, что он способен принимать, хранить и обрабатывать аналоговую информацию. Многие устройства, созданные человеком, тоже работают с аналоговой информацией.

1. Телевизор — это аналоговое устройство. Внутри телевизора есть кинескоп. Луч кинескопа непрерывно перемещается по экрану. Чем сильнее луч, тем ярче светится точка, в которую он попадает. Изменение свечения точек происходит плавно и непрерывно.

2. Монитор компьютера тоже похож на телевизор, но это устройство цифровое. В нем яркость луча изменяется не плавно, а скачком (дискретно). Луч либо есть, либо его нет. Если он есть, мы видим яркую точку (белую или цветную). Если луча нет, мы видим черную точку. Поэтому изображения на экране монитора получаются более четкими, чем на экране телевизора.

3. Проигрыватель грампластинок — аналоговое устройство. Чем больше высота неровностей на звуковой дорожке, тем громче звучит звук.

4. Телефон — тоже аналоговое устройство. Чем громче мы говорим в трубку, тем выше сила тока, проходящего по проводам, тем громче звук, который слышит наш собеседник.

К цифровым устройствам относятся персональные компьютеры — они работают с информацией, представленной в цифровой форме. Цифровыми также являются музыкальные проигрыватели лазерных компакт-дисков, поэтому музыкальные компакт-диски можно воспроизводить на компьютере.

Недавно началось создание цифровой телефонной связи, а в ближайшие годы ожидается и появление цифрового телевидения. В некоторых городах Украины и России уже работают цифровые телевизионные станции. После того как телевидение станет цифровым, качество изображения на экране телевизора намного улучшится — оно станет ближе к качеству изображения на экране компьютерного монитора.

Понятие о кодировании информации

Информация передается в виде сигналов. Когда мы разговариваем с другими людьми, то улавливаем звуковые сигналы. Если мы смотрим в окно, наш глаз принимает световые потоки, отраженные от объектов окружающей природы. Световой поток — это тоже сигнал.

А как же информация хранится? Для того чтобы информацию сохранить, ее надо закодировать. Любая информация всегда хранится в виде кодов. Когда мы что-то пишем в тетради, мы на самом деле кодируем информацию с помощью специальных символов. Эти символы всем знакомы — они называются буквами. И система такого кодирования тоже хорошо известна — это обыкновенная азбука. Жители других стран те же самые слова запишут по-другому (другими буквами) — у них своя азбука. Можно сказать, что у них другая система кодирования. В некоторых странах вместо букв используют иероглифы — это еще более сложный способ кодирования информации.

Можно кодировать и звуки. С одной из таких систем кодирования вы тоже хорошо знакомы: мелодию можно записать с помощью нот. Это не единственная система кодирования музыки. В давние времена на Руси музыку записывали с помощью так называемых «крюков» — это особая форма записи.

Хранить можно не только текстовую и звуковую информацию. В виде кодов хранятся и изображения. Если посмотреть на рисунок с помощью увеличительного стекла, то видно, что он состоит из точек — это так называемый растр. Координаты каждой точки можно запомнить в виде чисел. Цвет каждой точки тоже можно запомнить в виде числа. Эти числа могут храниться в памяти компьютера и передаваться на любые расстояния. По ним компьютерные программы способны изобразить рисунок на экране или напечатать его на принтере. Изображение можно сделать больше или меньше, темнее или светлее, его можно повернуть, наклонить, растянуть. Мы говорим о том, что на компьютере обрабатывается изображение, но на самом деле компьютерные программы изменяют числа, которыми отдельные точки изображения представлены в памяти компьютера.

Хранение цифровой информации. Бит

Вы уже знаете, что компьютеры предпочитают работать с цифровой информацией, а не с аналоговой. Так происходит потому, что цифровую информацию очень удобно кодировать, а значит, ее удобно хранить и обрабатывать.

Компьютер работает с информацией по принципу «разделяй и властвуй». Если это книга, то она делится на главы, разделы, абзацы, предложения, слова и буквы (то есть, символы). Компьютер отдельно работает с каждым символом. Если это рисунок, то компьютер работает с каждой точкой этого рисунка отдельно.

Спрашивается, а до каких же пор можно делить информацию? Буква — это самая маленькая часть информации? Оказывается, нет. Существует много различных букв, и, для того чтобы компьютер мог различать буквы, их тоже надо кодировать. В телеграфной азбуке, например, буквы кодирую г с помощью точек и тире:

Точки и тире — это действительно самая малая часть информации, но в информатике кодом телеграфной азбуки не пользуются. Вместо точек и тире применяют нули и единицы — такой код называется двоичным. По-английски двоичный знак звучит как binary digit Сокращенно получается bit (бит).

Бит — это наименьшая единица информации, которая выражает логическое значение. Да или Нет и обозначается двоичным числом 1 или 0.

Если какая-то информация представлена в цифровом виде, то компьютер легко превращает числа, которыми она закодирована, в последовательности нулей и единиц, а дальше уже работает с ними. Вы тоже можете преобразовать любое число в двоичную форму. Делается это следующим образом.

1. Берем, например, число 29. Поскольку это число нечетное, отнимаем от него единицу, записываем ее отдельно, а число делим пополам. Получилось 14.

2. Число 14 — четное. Отнимать от него единицу не нужно, поэтому слева от «запомненной» единицы запишем 0. Число делим пополам, получаем 7.

3. Число 7 — опять нечетное. Отнимаем от него единицу, записываем ее отдельно и делим число пополам. Получается 3.

4. Число 3 — нечетное. Отнимаем единицу, записываем ее отдельно, и результат делим пополам — получаем 1.

5. Последнюю единицу уже не делим, а просто записываем слева от полученного результата.

6. Смотрим на результат. У нас получилось двоичное число 11101 — это и есть двоичный код числа 29.

Как видите, преобразовать число в двоичный код совсем не трудно. Отнять единичку и поделить число пополам может каждый, хотя приятной эту работу не назовешь. Для человека эта работа очень утомительна. Зато компьютер, который выполняет сотни миллионов операций в секунду, преобразовывает числа в двоичный код так быстро, что это совершенно не заметно со стороны.

Когда какая-то операция выполняется незаметно, говорят, что она выполняется прозрачно. Мы думаем, что компьютер работает с текстами, графикой, музыкой и видео, а на самом деле он работает с нулями и единицами, но для нас эта работа прозрачна, мы ее не замечаем и можем о ней не думать.

От битов к байтам

Бит — очень удобная единица для хранения информации в компьютере, но не очень удобная для обработки информации. Если мы покупаем в магазине хлеб, то продавец может выдать нам каждый батон отдельно, упаковав его в полиэтиленовый пакет. Но если мы покупаем орехи, разве он станет упаковывать отдельно каждый орех?

Бит — очень маленькая единица информации. Работать с каждым битом отдельно, конечно, можно, но это малопроизводительно. Обработкой информации в компьютере занимается специальная микросхема, которая называется процессор. Эта микросхема устроена так, что может обрабатывать группу битов одновременно (параллельно). В начале 70-х годов, еще до появления персональных компьютеров, были карманные электронные калькуляторы, в которых процессор мог одновременно работать с четырьмя битами. Такие процессоры называли четырехразрядными.

Один из первых персональных компьютеров (Altair, 1974 г.) имел восьмиразрядный процессор, то есть он мог параллельно обрабатывать восемь битов информации. Это в восемь раз быстрее, чем работать с каждым битом отдельно, поэтому в вычислительной технике появилась новая единица измерения информации — байт. Байт — это группа из восьми битов.

Мы знаем, что один бит может хранить в себе один двоичный знак — 0 или 1. Это наименьшая единица представления информации — простой ответ на вопрос Да или Нет. А что может хранить байт?

На первый взгляд кажется, что раз в байте восемь битов, то и информации он может хранить в восемь раз больше, чем один бит, но это не так. Дело в том, что в байте важно не только, включен бит или выключен, но и то, в каком месте стоят включенные биты. Байты 0000 0001, 0000 1000 и 1000 0000 — не одинаковые, а разные.

Это должно быть понятно, если вспомнить, что числа 723, 732, 273, 237, 372 327 различны, хоть и записываются одинаковыми цифрами. Значения чисел зависят не только от того, какие цифры в них входят, но и от того в каких позициях эти цифры стоят.

Если учесть что важны не только нули и единицы, но и позиции, в которых они стоят, то с помощью одного байта можно выразить 256 различных единиц информации (от 0 до 255).

0000 0000 = 0

0000 0001 = 1

0000 0010 = 2

0000 0011 = 3

0000 0100 = 4

0000 0101 = 5

1111 1100 = 252

1111 1101 = 253

1111 1110 = 254

1111 1111 = 255

Всегда ли байты состояли из восьми битов? Нет, не всегда. Еще в 60-е годы, когда не было персональных компьютеров и все вычисления проводились на больших электронно-вычислительных машинах (ЭВМ), байты могли быть какими угодно. Наиболее широко были распространены ЭВМ, у которых байт состоял из шести битов, но были и такие, у которых он состоял из четырех и даже из семи битов.

Восьмибитный байт появился достаточно поздно (в начале семидесятых годов), но быстро завоевал популярность. С тех пор понятие о байте, как о группе из восьми битов, является общепризнанным.

Кодирование текстовой информации байтами

Одним битом можно закодировать два значения: Да или Нет (1 или 0).

Двумя битами можно закодировать уже четыре значения: 00, 01, 10, 11.

Тремя битами кодируются 8 разных значений.

Добавление одного бита удваивает количество значений, которое можно закодировать. При восьми битах уже можно закодировать 256 разных значений. Нетрудно догадаться, что если бы в байте было 9 битов, то одним байтом можно было бы закодировать 512 разных значений, а если бы в нем было 10 битов, то 1024 и т. д.

Но все-таки в байте не 9 и не 10 битов, а только 8, и потому с его помощью кодируют 256 разных значений. Много это или мало? Смотря для чего. Давайте посмотрим, как с помощью байтов кодируют текстовую информацию.

В русском языке 33 буквы (символа) — для их кодирования достаточно 33 различных байтов. Если мы хотим различать прописные (заглавные) и строчные буквы, то потребуется 66 байтов. Для строчных и прописных букв английского языка хватит еще 52 символов — получается 118. Добавим сюда цифры (от 0 до 9), все возможные знаки препинания: точку, запятую, тире, восклицательный и вопросительный знаки. Добавим скобки: круглые, квадратные и фигурные, а также знаки математических операций: +, –, =, /, *. Добавим специальные символы, например такие, как: %,$,&, @, — мы видим, что все их можно выразить восемью битами, и при этом еще останутся свободные коды, которые можно использовать для других целей.

Дело осталось за малым: надо всем людям мира договориться о том, каким кодом (от 0 до 255) должен кодироваться каждый символ. Если, например, все люди будут знать, что код 33 означает восклицательный знак, а код 63 — знак вопросительный, то текст, набранный на одном компьютере, всегда можно будет прочитать и распечатать на другом компьютере.

Такая всеобщая договоренность об одинаковом использовании чего-либо называется стандартом. Стандарт устанавливает таблицу, в которой записано, каким кодом должен кодироваться каждый символ. Такая таблица называется таблицей кодов. В этой таблице должно быть 256 строк, в которых записывается, какой байт какому символу соответствует.

Но здесь-то и начались проблемы. Дело в том, что символы, которые хороши для одной страны, не подходят для другой. В Греции используются одни буквы, в Турции — другие. То, что подходит для Америки, не годится для России, а то, что подходит для России, не подходит для Германии.

Поэтому было принято следующее решение. Таблицу кодов разделили пополам. Первые 128 кодов (с 0 до 127) должны быть стандартными и обязательными для всех стран и всех компьютеров, а во второй половине (с кода 128 до кода 255) каждая страна может делать все, что ей угодно, и создавать в этой половине свой стандарт — национальный.

Первую (международную) половину таблицы кодов называют таблицей ASCII — ее ввел американский институт стандартизации ANSI. В этой таблице размещаются прописные и строчные буквы английского алфавита, символы чисел от 0 до 9, все знаки препинания, символы арифметических операций и некоторые другие специальные коды.

За вторую половину кодовой таблицы (коды от 128 до 255) стандарт ASCII не отвечает Разные страны могут создавать здесь свои таблицы. Часто бывает, что даже в одной стране в этой половине действуют несколько разных стандартов, предназначенных для разных компьютерных систем. В России, например, содержание этой половины таблицы может подчиняться четырем разным стандартам, каждый из которых действует в какой-то своей, особой области.

Коды ASCII по-русски произносят как а эс-цэ-и, а иногда (в просторечии) еще проще аски-коды.

Стандартная кодировка ASCII

В русском алфавите буква А имеет первое место, а буква Б – второе. У каждой буквы есть своя позиция. Буква Я имеет позицию номер 33. Мы можем считать, что алфавит — это таблица для кодирования букв.

Стандарт ASCII — это тоже как бы «алфавит», только компьютерный. Он тоже определяет номер каждого символа. Но символов больше, чем букв, потому что к ним относятся еще и цифры, и знаки препинания, и некоторые специальные символы.

Выше мы сказали, что с помощью одного байта можно закодировать 256 разных символов. Еще мы узнали, что стандарт ASCII определяет первую половину кодовой таблицы, то есть, кодировку символов, имеющих номера до 127. Но это не совсем так. На самом деле стандарт ASCII первые 32 кода (от 0 до 31) не определяет. Он оставляет их для так называемых управляющих кодов, которые не используются для представления информации, а применяются для управления компьютерами. Эти коды отданы на усмотрение производителей компьютерных систем (у них есть свои соглашения и свои стандарты по применению этих кодов). Еще несколько лет назад людям, работающим с компьютерами, стоило знать некоторые из этих кодов, но сегодня это уже не требуется.

Самый первый символ стандарта ASCII — это ПРОБЕЛ. Он имеет код 32.

За ним идут специальные символы и знаки препинания (коды с 33 по 47).

Далее идут десять цифр (коды 48-57).

Коды 58—64 используют некоторые математические символы и знаки препинания.

Самое интересное начинается с кодов 65—90. Ими обозначают прописные английские буква от А до Z

Коды 91—96 используются для специальных символов.

Коды 97—122 — строчные буквы английского алфавита.

Коды 123-127 — специальные символы.

Коды верхней половины таблицы символов (128-255) отданы для национальных стандартов. Когда мы узнаем о компьютере немного больше, мы разберемся с несколькими российскими стандартами и посмотрим, как кодируются буквы русского языка.

Имея под рукой кодовую таблицу символов, вы можете легко определить, какие слова закодированы следующими байтами

67 79 77 80 85 84 69 82 99 111 109 112 117 116 101 114

У вас раскодирование информации займет пару минут. Компьютер сделает это за несколько миллионных долей секунды.

Кодирование цветовой информации

С помощью одного байта можно закодировать 256 разных значений. Мы уже знаем, что этого вполне хватает и на русские, и на английские буквы и на знаки препинания. А давайте посмотрим, хватит ли этою для кодирования графической информации. И начнем с кодирования цвета.

Легко догадайся, что одним байтом можно закодировать 256 различных цветов. В принципе, этого достаточно для рисованных изображений типа тех, что мы видим в мульфильмах, но для полноцветных изображении живой природы — недостаточно. Человеческий глаз — не самый совершенный инструмент, но и он может различать десятки миллионов цветовых оттенков.

А что, если на кодирование цвета одной точки отдать не один байт, а два, то есть, не 8 битов, а 16. Мы уже знаем, что добавление каждого бита увеличивает в два раза количество кодируемых значений. Добавление восьми битов восемь раз удвоит это количество, то есть увеличит его в 256 раз (2х2х2х2х2х2х2х2=256) Двумя байтами можно закодировать 256х256=65 536 различных цветов. Это уже лучше и похоже на то, что мы видим на фотографиях и на картинках в журналах, но все равно хуже, чем в живой природе.

Если для кодирования цвета одной точки использовать 3 байта (24 бита), то количество возможных цветов увеличится еще в 256 раз и достигнет 16,5 миллионов. Этот режим позволяет хранить, обрабатывать и передавать изображения, не уступающие по качеству наблюдаемым в живой природе.

Возможно, вы знаете, что любой цвет можно представить в виде комбинации трех основных цветов: красного, зеленого и синего (их называют цветовыми составляющими). Если мы кодируем цвет точки с помощью трех байтов, то первый байт выделяется красной составляющей, второй — зеленой, а третий — синей. Чем больше значение байта цветовой составляющей, тем ярче этот цвет.

Белый цвет. Если точка имеет белый цвет, значит, у нее есть все цветовые составляющие, и они имеют полную яркость. Поэтому белый цвет колируется тремя полными байтами 255, 255, 255.

Черный цвет. Он означает отсутствие всех прочих цветов. Все цветовые составляющие равны нулю. Черный цвет кодируется байтами 0, 0, 0.

Серый цвет. Это цвет, промежуточный между черным и белым. В нем есть все цветовые составляющие, но они одинаковы и нейтрализуют друг друга. Например, серый цвет может быть таким 100, 100, 100 или таким: 150, 150, 150. Можно догадаться, что во втором случае яркость выше, и второй вариант серого цвета светлее первого.

Красный цвет. У него все составляющие, кроме красной, равны нулю. Это может быть, например, темно-красный цвет: 128, 0, 0 или ярко-красный: 255, 0, 0.

То же относится и к синему цвету (0, 0, 255) и к зеленому (0, 255, 0).

Задавая любые значения (от 0 до 255) для каждого из трех байтов, с помощью которых кодируется цвет, можно закодировать любой из 16,5 миллионов цветов.

Кодирование графической информации

Итак, мы уже умеем с помощью чисел кодировать цвет одной точки. На это необходимы один, два или три байта, в зависимости от того, сколько цветов мы хотим передать. А как закодировать целый рисунок?

Решение приходит само собой — надо рисунок разбить на точки. Чем больше будет точек и чем мельче они будут, тем точнее будет передача рисунка. А когда рисунок разбит на точки, то можно начать с его левого верхнего угла и, двигаясь по строкам слева направо, кодировать цвет каждой точки.

Взгляните на рисунок справа. Книжка у нас черно-белая, и цветной рисунок в ней показать нельзя, поэтому мы не будем кодировать точки этого рисунка тремя байтами — нам достаточно и одного байта на каждую точку.

Код 0 обозначает черную точку, код 255 — белую. Коды 1-254 обозначают серые точки. Чем выше значение кода, тем светлее точка.

Когда все точки рисунка закодированы, получается следующая последовательность байтов:

176, 176, 176, 128, 64, 64, 64, 80, 64, 64, 80, 80, 80, 80, 80…

Если бы рисунок был цветным, то для каждой точки вместо одного байта стояло бы три байта и вся последовательность была бы втрое длиннее.

Закодировать рисунок оказалось несложно, а вот как его раскодировать, чтобы опять получить то, что было? Если раскодировать байты по одному слева направо, то никогда не узнаешь, где кончается одна строка и начинается другая.

Это говорит о том, что нам чего-то не хватает. Значит, мы что-то важное упустили из виду. Если бы перед группой байтов приписать еще небольшой заголовок, из которого было бы ясно, как надо эти байты раскодировать, то все стало бы на свои места. Этот заголовок может быть, например таким: {8х8}. По нему можно догадаться, что рисунок должен состоять из восьми строк по восемь точек в каждой строке.

Заголовок можно сделать еще подробнее, например так: {8х8х3} — тогда можно догадаться, что это рисунок цветной, в котором на кодирование цвета каждой точки использовано три байта.

Заголовок помогает решить многие вопросы, но возникает новая проблема. Как компьютер разберется, где заголовок, а где сама информация? Ведь заголовок тоже должен быть записан в виде байтов. Сумеет ли компьютер отличить байты заголовка от байтов информации? Далее мы с этим разберемся.

Понятие формата информации

Идея представить любую информацию в виде чисел и закодировать их байтами очень рациональна. Компьютеру удобно работать, когда тексты, звуки, рисунки и видеофильмы представлены в виде байтов со значениями от 0 до 255. Непонятно только, как он отличит, где и что записано.

Возьмем несколько байтов: 70, 79, 82, 77, 65, 84. Что здесь записано?

• Может быть, это две цветные точки: первая с цветом 70, 79, 82, а вторая: 77, 65, 84?

• Может быть, это шесть серых точек (одни чуть светлее, а другие чуть темнее).

• Может быть, этими байтами закодирована дата и время запуска очередного спутника Земли?

• Может быть, это начало какой-то музыкальной мелодии?

Это может быть вообще все, что угодно, в том числе и английское слово FORMAT, закодированное по стандарту ASCII (проверьте, не так ли это на самом деле).

Если компьютер не знает, что выражает каждая группа байтов, он не сможет ничего с ней сделать. Он должен различать, где байтами закодирован текст, а где музыка и рисунки. Тексты должны всегда оставаться текстами, числа — числами, даты — датами, рисунки — рисунками, музыка — музыкой, а деньги, хранящиеся в банковском компьютере в виде тех же самых байтов, должны оставаться деньгами и не превращаться в звук и музыку.

Решение этой проблемы опять-таки связано с заголовком. Если бы перед группой байтов стоял специальный заголовок, то компьютер точно знал бы, что эти байты обозначают. А чтобы компьютер знал, где кончаются байты заголовка и начинаются байты данных, заголовок и данные должны иметь строго определенный формат. Для разных видов информации используются разные форматы. Например, если это черно-белая картинка, то каждый байт после заголовка определяет яркость точки, а если это цветная картинка, то цвет одной точки может определять не один байт, а несколько байтов.

Понятие о файле

Итак, мы поняли, что любая последовательность байтов может выражать все что угодно, но надо знать, в каком формате информация записана, есть ли у нее заголовок, где он начинается и где заканчивается.

Если мы пишем контрольную работу на отдельных листочках, а потом сдаем ее учителю на проверку, то как учитель узнает, какой ученик написал какую работу? Очень просто — каждый ученик свою работу подписывает, то есть выполнит регистрацию.

Точно так же и в компьютере. Каждая последовательность байтов, содержащая информацию определенного типа, должна быть зарегистрирована. После регистрации эта последовательность получает уникальное имя и называется файлом. Любая информация, сохраняемая на компьютере, должна быть зарегистрирована как файл.

Мы уже говорили о том, что наименьшей единицей представления информации является бит. Наименьшей единицей обработки или передачи информации является байт. Теперь мы узнали наименьшую единицу хранения информации — это файл. Ни байт, ни бит нельзя сохранить в качестве информации, поскольку непонятно, что они обозначают (то ли буквы, то ли ноты, то ли еще что-то). Файл можно сохранить, потому что он регистрируется, даже если в нем только один байт.

Простой пример. Если зайти в школьную библиотеку и попросить выдать букву «А», то библиотекарь этого сделать не сможет, хотя у него есть тысячи книг, в которых встречаются миллионы букв «А». Буквы в библиотеке не зарегистрированы. Другое дело — книги, журналы, газеты. Выбирайте любую по каталогу. Они зарегистрированы. В них вы найдете нужную информацию.

Файл — это наименьшая единица хранения информации, содержащая последовательность байтов и имеющая уникальное имя.

По имени файла компьютер определяет, где файл находится, какая информация в нем содержится, в каком формате она записана и какими программами ее можно обработать. Имя файла имеет очень большое значение, и мы к нему обязательно вернемся, но сделаем это несколько позже.

www.ronl.ru

Доклад - Понятие информация - Информатика

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКОНОМИСЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра Информатики

РЕФЕРАТ

на тему: «Понятие информация»

Выполнил студент:

Алексашин Сергей

Факультета

Экономика и управление на

предприятии

Группы 111 – зк

Номер зачётной книжки 00110

Научный руководитель:

Ростов – на – Дону – 2011г.

План:

Стр.

Введение 3

1. Понятие «информация» 4-5

2. Архивация информации. Программы-архиваторы. 6-7

3. Текстовый процессор 8

Заключение 9

Литература 10

Введение

Революция в автоматизации делопроизводства в офисе в 80-е годы прошлого века стала реально возможна в связи с созданием и широким распространением персональных компьютеров. Персональные компьютеры в первую очередь вытеснили из обращения печатающие машинки, составляющие основу технических средств подготовки печатных документов. Преимущества компьютера, оснащенного специальным текстовым процессором (редактором), перед печатающей машинкой были явными и заключались в том, что обеспечивали значительное повышение удобства, производительности выполнения работ и, самое главное, повышение качества получаемых при этом документов. Разделение во времени этапов подготовки документа, таких, как ввод, редактирование, оформление, подготовка к печати и собственно сама печать сделали процесс создания документа более простым и технологичным.

Понятие «информация»

Слово «информация» происходит от латинского слова informatio, что в переводе означает сведение, разъяснение, ознакомление.

Информация может существовать в виде:

· текстов, рисунков, чертежей, фотографий;

· световых или звуковых сигналов;

· радиоволн;

· электрических и нервных импульсов;

· магнитных записей;

· жестов и мимики;

· запахов и вкусовых ощущений;

· хромосом, посредством которых передаются по наследству признаки и свойства организмов и т.д.

Современные компьютеры могут работать с пятью видами информации:

o числовой;

o текстовой;

o графической;

o звуковой;

o видеоинформацией.

Понятие «информация» является базовым в курсе информатики, невозможно дать его определение через другие, более «простые» понятия. Данное понятие используется в различных науках (информатике, кибернетике, биологии, физике и др.), при этом в каждой науке понятие «информация» связано с различными системами понятий.

Информация в физике. В физике мерой беспорядка, хаоса для термодинамической системы является энтропия системы, тогда как информация (антиэнтропия) является мерой упорядоченности и сложности системы. По мере увеличения сложности системы величина энтропии уменьшается, и величина информации увеличивается. Процесс увеличения информации характерен для открытых, обменивающихся веществом и энергией с окружающей средой, саморазвивающихся систем живой природы (белковых молекул, организмов, популяций животных и так далее).

Таким образом, в физике информация рассматривается как антиэнтропия или энтропия с обратным знаком.

Информация в биологии. В биологии понятие «информация» связывается с целесообразным поведением живых организмов. Такое поведение строится на основе получения и использования организмом информации об окружающей среде.

Понятие «информация» в биологии используется также в связи с исследованиями механизмов наследственности. Генетическая информация передается по наследству и хранится во всех клетках живых организмов. Гены представляют собой сложные молекулярные структуры, содержащие информацию о строении живых организмов. Последнее обстоятельство позволило проводить научные эксперименты по клонированию, то есть созданию точных копий организмов из одной клетки.

Информация в кибернетике. В кибернетике (наука об управлении) понятие «информация» связано с процессами управления в сложных системах (в живых организмах или технических устройствах). Жизнедеятельность любого организма или нормальное функционирование технического устройства зависит от процессов управления, благодаря которым поддерживаются в необходимых пределах значения их параметров. Процессы управления включают в себя получение, хранение, преобразования и передачу информации.[1]

Архивация информации

Возможность уплотнения данных основана на том, что информация часто обладает избыточностью, которая зависит от вида информации. Случайная потеря 10% фотографии, скорее всего, не повлияет на ее информативность. Если на странице книги отсутствует 10% строк, то понять ее содержание уже трудно. Если взять программный код, в котором утрачено 10% информации, то восстановить его, скорее всего, уже не удастся. У этих видов данных разная избыточность. Несмотря на то, что объемы внешней памяти ЭВМ постоянно растут, потребность в архивации не уменьшается. Это объясняется тем, что архивация необходима не только для экономии места в памяти, но и для надежного хранения копий ценной информации, а также для быстрой передачи информации по сети на другие ЭВМ. Кроме того, возможность отказа магнитных носителей информации, разрушающее действие вирусов заставляет пользователей делать резервное копирование ценной информации на другие (запасные) носители информации.

Процесс записи файла в архивный файл называется архивированием (упаковкой, сжатием), а извлечение файла из архива – разархивированием (распаковкой).

Упакованный (сжатый) файл называется архивом. Архив содержит оглавление, позволяющее узнать, какие файлы содержатся в архиве.

Программы-архиваторы.

Различными разработчиками были созданы специальные программы для архивации файлов. Часть из них распространяется бесплатно, часть — на коммерческой основе (за плату), но большинство программ такого рода распространяются как “Shareware”. т.е. они могут быть получены бесплатно, но если Вы хотите их использовать постоянно, то должны выслать авторам или распространителям указанное (обычно небольшое, до 50 дол.) вознаграждение.

Как правило, программы для архивации файлов позволяют помещать копии файлов на диске в сжатом виде в архивный файл, извлекать файлы из архива, просматривать оглавление архива и т.д. Разные программы отличаются форматом архивных файлов, скоростью работы, степенью сжатия файлов при помещении в архив, удобством использования.

Наиболее распространенные программы-архиваторы имеют приблизительно одинаковые возможности и ни одна из них не превосходит другие по всем параметрам: одни программы работают быстрее, другие обеспечивают лучшую степень сжатия файлов. Даже если сравнивать программы только по степени сжатия, то среди них нет лидера: разные файлы лучше сжимаются разными программами.

Принцип работы архиваторов основан на поиске в файле «избыточной» информации и последующем ее кодировании с целью получения минимального объема. Самым известным методом архивации файлов является сжатие последовательностей одинаковых символов.

Текстовый процессор

Текстовый процессор — вид прикладной компьютерной программы, предназначенной для производства (включая набор, редактирование, форматирование, иногда печать) любого вида печатной информации. Иногда текстовый процессор называют текстовым редактором второго рода.

Текстовыми процессорами в 1970-е — 1980-е годы называли предназначенные для набора и печати текстов машины индивидуального и офисного использования, состоящие из клавиатуры, встроенного компьютера для простейшего редактирования текста, а также электрического печатного устройства. Позднее наименование «текстовый процессор» стало использоваться для компьютерных программ, предназначенных для аналогичного использования.

Текстовые процессоры, в отличие от текстовых редакторов, имеют больше возможностей для форматирования текста, внедрения в него графики, формул, таблиц и других объектов. Поэтому они могут быть использованы не только для набора текстов, но и для создания различного рода документов, в том числе официальных. Классическим примером текстового процессора является Microsoft Word.

Заключение

Передача информации – очень необходимая вещь для каждого человека и всего человечества в целом. Информатизация общества в настоящее время достигает новых вершин. Это связано с возникновением новых современных информационных технологий, позволяющих человеку увеличивать объемы обрабатываемой и передаваемой информации. Главным предметом обработки и передачи информации является персональный компьютер. Все чаще передача информации между различными организациями или юридическими лицами осуществляется через локальные или глобальные компьютерные сети, что заставляет общество все глубже изучать этапы и способы передачи информации.

Таким образом, тема передачи информации остается актуальной и в современном мире.

Список используемой литературы:

1. Н.Угринович «Информатика и информационные технологии», Москва, 2003 года издания.

2. С.Симонович, Г.Евсеев «Занимательный компьютер», Москва, 2002 года издания.

3. Леонтьев В.П., «Новейшая энциклопедия персонального компьютера», Москва, 2003 года издания.

4. Фигурнов В.А., «ПК для начинающих», Москва, 1995 года издания.

Большеви́зм (от большевик) — революционное марксистское течение политической мысли и политическое движение, связанное с формированием партии социальной революции, как авангарда рабочего класса, последовательным интернационализмом и постановкой социального эксперимента: взятием власти до созревания всех необходимых предпосылок[1]. Зародилось в начале XX века и было связанно с РСДРП(б). Большевизм существует, как течение политической мысли и как политическая партия, с 1903 года.

— Ленин В.И. Детская болезнь «левизны» в коммунизме // Ленин В.И.: Полн.собр.соч. — Т. 41. — С. 6.[2] текст

Основным теоретиком большевизма был Ленин, кроме него к теоретикам большевизма относятся Николай Бухарин, Евгений Преображенский, Лев Троцкий и Роза Люксембург[1].

Некоторые исследователи[3] к большевистской теории относят и деятельность И. В. Сталина, возглавлявшего Всесоюзную коммунистическую партию (большевиков) и одновременно обладавшего всей полнотой государственной власти в СССР. Однако другие (как современники Сталина, так и более поздние) не смешивают собственно «большевизм» и «сталинизм», считая их разнонаправленными (революционным и термидорианским) явлениями[4].

Выражение «большевизм» как и впоследствии «коммунизм» устоялось в западной историографии как взгляд на совокупность особенностей советского режима в определенный политический период. В настоящее время самоназвание «большевики» активно используют различные группы сталинистов и троцкистов.

[1] Н.Угринович «Информатика и информационные технологии», М.: 2003г.-с.58

www.ronl.ru

Реферат - Информация и информатика

стр.

Введение

3

Свойства информации

4

Носители данных

4

Операции с данными

5

Кодирование данных двоичным кодом

6

Кодирование целых и действительных чисел

6

Кодирование текстовых данных

6

Универсальная система кодирования текстовых данных

7

Кодирование графических данных

8

Кодирование звуковой информации

9

Основные структуры данных

9

Единицы измерения данных

10

Информатика и её задачи

10

Истоки и предпосылки информатики

11

Список использованной литературы

12

 Для XXIвекахарактерна небывалая скорость развития  науки,  техники и новых технологий. Так от изобретениякнигопечатания (середина XV века) до изобретения радиоприемника (1895г.) прошлооколо 440 лет, а между изобретением радио и телевидения — около 30 лет.  Разрыв во  времени между изобретениемтранзистора и интегральной схемы составил всего 5 лет.

 В области  накопления научной информации её объем начиная с XVII в. удваивался примерно каждые10 — 15 лет.  Поэтому  одной из важнейших  проблем человечества является лавинообразный поток информации в любой отраслиего жизнедеятельности. Подсчитано, например, что в настоящее время специалист должен тратить около 80%  своего рабочего времени, чтобы уследить завсеми новыми печатными работами в его области деятельности. Увеличениеинформации и растущий спрос на неё обусловили появление отрасли,  связанной с автоматизацией обработкиинформации – информатики. Но для перехода непосредственно к науке информатике,необходимо сказать о самой информации.

Мы живём в материальноммире. Всё, что нас окружает, и с чем мы сталкиваемся, относится либо к физическимтелам, либо физическим полям. Все виды энергообмена  сопровождаются появлением сигналов, т.е., всесигналы имеют в своей основе материальную энергетическую природу. Привзаимодействии сигналов с физическими телами, в них возникают определённыеизменения свойств – это явление называется регистрацией сигналов. В результатеобразуются данные – зарегистрированные сигналы.

Все мы непосредственно участвуем винформационном процессе. Любой информационный процесс будет происходить по следующей схеме:

<img src="/cache/referats/8446/image001.gif" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1029">

Источниками(объектами) информации являются физические тела, поля или виртуальные объекты.Источники информации проявляются в виде сигналов. Сообщением является формапредставления информации в виде, понимаемом получателем. Получатель информации– человек, понимающий эту информацию или техническая система.

Несмотря на то, что спонятием информации мы сталкиваемся ежедневно, строго и общепринятого еёопределения до сих пор не существует, поэтому вместо определения обычноиспользуют понятие об информации. Понятие об информации, введённое в рамкаходной научной дисциплины, может опровергаться конкретными примерами и фактами,полученными в рамках другой дисциплины.

Для информатики как длятехнической науки понятие информации не может основываться на таких антропоцентрическихпонятиях, как знание, и не может опираться только на объективность фактов исвидетельств. Средства вычислительной техники обладают способностьюобрабатывать информацию автоматически, без участия человека. Эти средства могутработать с искусственной, абстрактной и даже с ложной информацией, не имеющейобъективного отражения ни в природе, ни в обществе. Итак, информация – продуктвзаимодействия данных и адекватных им методов.

Свойства информации

Как и всякий объект,информация обладает свойствами. Характерной отличительной особенность информацииот других объектов природы и общества, является дуализм: на свойства информациивлияют как свойства данных, составляющих её содержательную часть, так исвойства методов, взаимодействующих с данным в ходе информационногопроцесса.  По окончании процесса свойстваинформации переносятся на свойства новых данных, т.е. свойства методов могутпереходить на свойства данных.

С точки зрения информатикинаиболее важными представляются следующие свойства: объективность, полнота,достоверность, адекватность, доступность и актуальность информации.

Понятие объективностиинформации является относительным, это понятно, если учесть, что методы являютсясубъективными. Более объективной принято считать ту информацию, в которую методывносят меньший субъективные элемент.

Полнота информации во многомхарактеризует её качество и определяет достаточность данных для принятиярешений или для создания новых данных на основе имеющихся. Чем полнее данные,тем шире диапазон методов, которые можно использовать, тем проще подобратьметод, вносящий минимум погрешностей в ход информационного процесса.

Данные возникают в моментрегистрации сигналов, но не все сигналы являются «полезными» — всегдаприсутствует какой-то уровень посторонних сигналов, в результате чего полезныеданные сопровождаются определённым уровнем «информационного шума».  Если полезный сигнал зарегистрирован болеечётко, чем посторонние сигналы, достоверность информации может быть болеевысокой. При увеличении уровня шумов достоверность информации снижается. В этомслучае при передаче того же количества информации требуется использовать либобольше данных, либо более сложные методы.

Адекватность информации –степень соответствия реальному объективному состоянию дела. Неадекватная информация можетобразовываться при создании новой информации на основе неполных илинедостоверных данных. Однако и полные, и достоверные данные могут приводить ксозданию неадекватной информации в случае применения к ним неадекватныхметодов.

Доступность информации –мера возможности получить ту или иную информацию. На степень доступностиинформации влияют одновременно как доступность данных, так и доступностьадекватных методов для их интерпретации. Отсутствие доступа к данным илиотсутствие адекватных методов обработки приводят к одинаковому результату:информация оказывается недоступной.

Актуальность информации –степень соответствия информации текущему моменту времени. Нередко сактуальностью, как и с полнотой, связывают коммерческую ценность информации.Поскольку информационные процессы растянуты во времени, то достоверная иадекватная, но устаревшая информация может приводить к ошибочным решениям.Необходимость поиска (или разработки) адекватного метода для работы с даннымиможет приводить к такой задержке получения информации, что она становится неактуальнойи ненужной. На этом, в частности, основаны многие современные системышифрования данных с открытым ключом. Лица, не владеющие ключом (методом) длячтения данных, могут заняться поиском ключа, поскольку алгоритм его работыдоступен, но продолжительность этого поиска столь велика, что за время работыинформация теряет актуальность и, естественно связанную с ней практическую ценность.

Носители данных

Данные – диалектическаясоставная часть информации. Они представляют собой зарегистрированные сигналы.При этом физический метод регистрации может быть любым: механическоеперемещение физических тел, изменение их формы или параметров качества поверхности,изменение электрических, магнитных, оптических характеристик, химическогосостава или характера химических связей, изменение состояние электроннойсистемы и многое другое. В соответствии с методом регистрации данные могутхраниться транспортироваться на носителях различных видов.

Самым распространённымносителем данных, хотя и не самым экономичным является бумага. На бумаге данныерегистрируются путём изменения оптических характеристик её поверхности.Изменение оптических свойств используется также в устройствах осуществляющихзапись лазерным лучом на пластмассовых носителях с отражающим покрытием (CD-ROM). Вкачестве носителей, использующих изменение магнитных свойств, можно назватьмагнитные ленты и диски. Регистрация данных путём изменения химического составаповерхностных веществ носителя широко используется в фотографии. Набиохимическом уровне происходит накопление и передача данных в живой природе.

От свойств носителя нередкозависят такие свойства информации, как полнота, доступность и достоверность.Задача преобразования данных с целью смены носителя относится к одной изважнейших задач информатики. В структуре стоимости вычислительных системустройства для ввода и вывода данных, работающие с носителями информации,составляют до половины стоимости аппаратных средств.

Операции с данными

В ходе информационногопроцесса данные преобразуются из одного вида в другой с помощью методов.Обработка данных включает в себя множество различных операций.  По мере развития научно-техническогопрогресса и общего усложнения связей в человеческом обществе трудозатраты наобработку данных неуклонно возрастают. Прежде всего, это связано с постояннымусложнением условий управления производством и обществом. Второй фактор, такжевызывающий общее увеличение объёмов обрабатываемых данных, тоже связан с НТП, аименно с быстрыми темпами появления и внедрения новых носителей данных, средствих хранения и доставки.

Основные операции, которыеможно производить с данными:

<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings">*

<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings">*

<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings">*

<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings">*

<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings">*

<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings">*

<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings">*

<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings">*

Итак, работа с информациейможет иметь огромную трудоёмкость, а, следовательно, её надо автоматизировать.

Кодирование данных двоичным кодом

Для автоматизации работы сданными, относящимися к различным типам очень важно унифицировать их формупредставления – для этого обычно используется приём кодирования, т.е. выражениеданных одного типа через данные другого типа. Естественные человеческие языки –системы кодирования понятий для выражения мыслей посредством речи. К языкамблизко примыкают азбуки – системы кодирования компонентов языка с помощьюграфических символов.

Своя системы существует и ввычислительной технике – она называется двоичным кодированием и основана напредставлении данных последовательностью всего двух знаков: 0 и 1. Эти знакиназывают двоичными цифрами, по-английски – binarydigitили сокращённо bit(бит). Одним битом могут быть выражены два понятия:0 или 1 (да или нет, чёрное или белое, истина или ложь и т.п.). Если количествобитов увеличить до двух, то уже можно выразить четыре различных понятия. Тремябитами можно закодировать восемь различных значений.

Кодирование целых и действительных чисел

Целые числа кодируютсядвоичным кодом достаточно просто — необходимо взять целое число и делить егопополам до тех пор, пока частное не будет равно единице. Совокупность остатковот каждого деления, записанная справа налево вместе с последним частным, и  образует двоичный аналог десятичного числа.

Для кодирования целых чиселот 0 до 255 достаточно иметь 8 разрядов двоичного кода (8 бит). 16 битпозволяют закодировать целые числа от 0 до 65535, а 24 – уже более 16,5 миллионовразличных значений.

Для кодированиядействительных чисел используют 80-разрядное кодирование. При этом число предварительнопреобразовывают в нормализованную форму:

3,1414926 = 0,31415926 <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">×

300 000     = 0,3 <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">×

Первая часть числаназывается мантиссой, а вторая – характеристикой. Большую часть из 80 бит отводятдля хранения мантиссы (вместе со знаком) и некоторое фиксированное количестворазрядов отводят для хранения характеристики.

Кодирование текстовых данных

Если каждому символуалфавита сопоставить определённое целое число, то с помощью двоичного кодаможно кодировать текстовую информацию. Восьми двоичных разрядов достаточно длякодирования 256 различных символов. Это хватит, чтобы выразить различнымикомбинациями восьми битов все символы английского и русского языков, какстрочные, так и прописные, а также знаки препинания, символы основныхарифметических действий и некоторые общепринятые специальные символы.

Технически это выглядиточень просто, однако всегда существовали достаточно веские организационныесложности. В первые годы развития вычислительной техники они были связаны сотсутствием необходимых стандартов, а в настоящее время вызваны, наоборот,изобилием одновременно действующих и противоречивых стандартов. Для того чтобывесь мир одинаково кодировал текстовые данные, нужны единые таблицыкодирования, а это пока невозможно из-за противоречий между символаминациональных алфавитов, а также противоречий корпоративного характера.

Для английского языка,захватившего де-факто нишу международного средства общения, противоречия ужесняты. Институт стандартизации США ввёл в действие систему кодирования ASCII(AmericanStandardCodeforInformationInterchange– стандартный код информационногообмена США). В системе ASCIIзакреплены две таблицыкодирования базовая и расширенная. Базовая таблица закрепляет значения кодов от0 до 127, а расширенная относится к символам с номерами от 128 до 255.

Первые 32 кода базовойтаблицы, начиная с нулевого, отданы производителям аппаратных средств. В этойобласти размещаются управляющие коды, которым не соответствуют ни какие символыязыков. Начиная с 32 по 127 код размещены коды символов английского алфавита,знаков препинания, арифметических действий и некоторых вспомогательных символов.

Кодировка символов русскогоязыка, известная как кодировка Windows-1251, была введена «извне»- компанией Microsoft, но, учитывая широкое распространение операционныхсистем и других продуктов этой компании в России, она глубоко закрепилась инашла широкое распространение.

Другая распространённаякодировка носит название КОИ-8 (код обмена информацией, восьмизначный) – еёпроисхождение относится к временам действия Совета Экономической Взаимопомощигосударств Восточной Европы. Сегодня кодировка КОИ – 8 имеет широкоераспространение в компьютерных сетях на территории России и в российскомсекторе Интернета.

Международный стандарт, вкотором предусмотрена кодировка символов русского языка, носит названия ISO(InternationalStandardOrganization– Международный институтстандартизации). На практике данная кодировка используется редко.

Универсальная система кодирования текстовыхданных

Если проанализироватьорганизационные трудности, связанные с созданием единой системы кодированиятекстовых данных, то можно прийти к выводу, что они вызваны ограниченнымнабором кодов (256). В то же время, очевидно, что если, кодировать символы невосьмиразрядными двоичными числами, а числами с большим разрядом то и диапазонвозможных значений кодов станет на много больше. Такая система, основанная на16-разрядном кодировании символов, получила название универсальной – UNICODE.  Шестнадцать разрядов позволяют обеспечитьуникальные коды для 65 536 различных символов – этого поля вполне достаточнодля размещения в одной таблице символов большинства языков планеты.

Несмотря на тривиальнуюочевидность такого подхода, простой механический переход на данную системудолгое время сдерживался из-за недостатков ресурсов средств вычислительнойтехники (в системе кодирования UNICODEвсе текстовые документыстановятся автоматически вдвое длиннее). Во второй половине 90-х годовтехнические средства достигли необходимого уровня обеспечения ресурсами, исегодня мы наблюдаем постепенный перевод документов и программных средств науниверсальную систему кодирования.

Ниже приведены таблицыкодировки ASCII.

<img src="/cache/referats/8446/image003.jpg" v:shapes="_x0000_i1025">

Кодирование графических данных

Если рассмотреть с помощьюувеличительного стекла чёрно-белое графическое изображение, напечатанное вгазете или книге, то можно увидеть, что оно состоит из мельчайших точек,образующих характерный узор, называемый растром. Поскольку линейные координатыи индивидуальные свойства каждой точки (яркость) можно выразить с помощью целыхчисел, то можно сказать, что растровое кодирование позволяет использоватьдвоичный код для представления графических данных. Общепринятым на сегодняшнийдень считается представление чёрно-белых иллюстраций в виде комбинации точек с 256 градациями серого цвета, и,таким образом, для кодирования яркости любой точки обычно достаточновосьмиразрядного двоичного числа.

Для кодирования цветныхграфических изображений применяется принцип декомпозиции произвольного цвета наосновные составляющие. В качестве таких составляющих используют три основныецвета: красный (Red), зелёный (Green) и синий (Blue).На практике считается, что любой цвет, видимый человеческим глазом, можнополучить механического смешения этих трёх основных цветов.  Такая система кодирования получила названия RGBпопервым буквам основных цветов.

Режим представления цветнойграфики с использованием 24 двоичных разрядов называется полноцветным (TrueColor).

Каждому из основных цветовможно поставить в соответствие дополнительный цвет, т.е. цвет, дополняющийосновной цвет до белого. Нетрудно заметить, что для любого из основных цветовдополнительным будет цвет, образованный суммой пары остальных основных цветов.Соответственно дополнительными цветами являются: голубой (Cyan),пурпурный (Magenta) и жёлтый (Yellow). Принцип декомпозициипроизвольного цвета на составляющие компоненты можно применять не только дляосновных цветов, но и для дополнительных, т.е. любой цвет можно представить ввиде суммы голубой, пурпурной и жёлтой составляющей. Такой метод кодированияцвета принят в полиграфии, но в полиграфии используется ещё и четвёртая краска– чёрная (Black). Поэтому данная система кодирования обозначаетсячетырьмя буквами CMYK(чёрный цвет обозначается буквой К, потому, чтобуква В уже занята синим цветом), и для представления цветной графики в этойсистеме надо иметь 32 двоичных разряда. Такой режим также называетсяполноцветным.

Если уменьшить количестводвоичных разрядов, используемых для кодирования цвета каждой точки, то можносократить объём данных, но при этом диапазон кодируемых цветов заметносокращается. Кодирование цветной графики 16-разрядными двоичными числаминазывается режимом HighColor.

При кодировании информации оцвете с помощью восьми бит данных можно передать только 256 оттенков. Такойметод кодирования цвета называется индексным.

Кодирование звуковой информации

Приёмы и методы работы созвуковой информацией пришли в вычислительную технику наиболее поздно. К томуже, в отличие от числовых, текстовых и графических данных, у звукозаписей небыло столь же длительной и проверенной истории кодирования. В итоге методыкодирования звуковой информации двоичным кодом далеки от стандартизации.Множество отдельных компаний разработали свои корпоративные стандарты, но срединих можно выделить два основных направления.

1)<span Times New Roman"">                            

2)<span Times New Roman"">                            

Основные структуры данных

Работа с большими наборамиданных автоматизируется проще, когда данные упорядочены, т.е. образуют заданнуюструктуру. Существуют три основных типа структур данных: линейная,иерархическая и табличная. Самая простейшая структура данных – линейная. Онапредставляет собой список. Для быстрого поиска информации существуетиерархическая структура. Для больших массив поиск данных в иерархическойструктуре намного проще, чем в линейной, однако и здесь необходима навигация,связанная с необходимостью просмотра. 

Основным недостаткомиерархических структур данных является увеличенный размер пути доступа. Оченьчасто бывает так, что длина маршрута оказывается больше, чем длина самихданных, к которым он ведёт. Поэтому в информатике применяют методы для регуляризациииерархических структур с тем, чтобы сделать путь доступа компактным. Один изметодов получил название дихотомии. В иерархической структуре, построеннойметодом дихотомии, путь доступа к любому элементу можно представить как черезрациональный лабиринт с поворотами налево (0) и направо (1) и, таким образом,выразить путь доступа в виде компактной двоичной записи.

Единицы измерения данных

Наименьшей единицей послебита является байт (1 байт = 8 бит = 1 символ). Поскольку одним байтом, какправило, кодируется один символ текстовой информации, то для текстовыхдокументов размер в байтах соответствует лексическому объёму в символах. Болеекрупная единица измерения килобайт (1 Кб = 1024 байт). Более крупные единицыобразуются добавлением префиксов мега-, гига-, тера-; в более крупных единицахпока нет практической надобности:

1 Мб = 1048580 байт;

1 Гб = 10737740000 байт.

1 Тб =  1024 Гб.

Информатика и её задачи

Информатика – областьчеловеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации спомощью компьютеров и взаимодействия со средой их применения. Сама информатикапоявилась с появлением персональных компьютеров. В переводе с французскогоязыка информатика – автоматическая обработка информации.

В информатике всё жёсткоориентировано на эффективность. Вопрос, как сделать ту или иную операцию, дляинформатики является важным, но не основным. Основным же является вопрос, каксделать данную операцию эффективно.

Предмет информатикисоставляет следующие понятия:

-<span Times New Roman"">              

-<span Times New Roman"">              

-<span Times New Roman"">              

-<span Times New Roman"">              

Итак, в информатике особоевнимание уделяется вопросам взаимодействия. Для этого было даже выдвинутоспециальное понятие – интерфейс. Пользовательским интерфейсом называют методы исредства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.Соответственно, существуют аппаратные, программные и аппаратно-программныеинтерфейсы.

Основной задачей информатикиявляется систематизация приёмов и методов работы с аппаратными и программнымисредствами вычислительной техники. Цель систематизации состоит в выделении,внедрении и развитии передовых, наиболее эффективных технологий, в автоматизацииэтапов работы с данными, а также в методическом обеспечении новых технологическихисследований. В составе основной задачи информатики сегодня можно выделитьследующие направления для практических приложений:

-<span Times New Roman"">        

-<span Times New Roman"">        

-<span Times New Roman"">        

-<span Times New Roman"">        

-<span Times New Roman"">        

-<span Times New Roman"">        

-<span Times New Roman"">        

  На всех этапах технического обеспеченияинформационных процессов для информатики ключевым понятием являетсяэффективность. Для аппаратных средств под эффективностью понимают отношениепроизводительности оборудования к его стоимости. Для программного обеспеченияпод эффективностью понимают производительность лиц, работающих с ними(пользователей). В программировании под эффективностью понимают объёмпрограммного кода, создаваемого программистами в единицу времени.

Истоки и предпосылки информатики

Кроме Франции термининформатика используется в ряде стран Восточной Европы. В то же время, вбольшинстве стран Западной Европы и США используется другой термин – наука осредствах вычислительной техники (ComputerScience).

В качестве источниковинформатики обычно называют две науки – документалистику и кибернетику.Документалистика сформировалась в конце XIXвека в связи с бурнымразвитием производственных отношений. Её целью являлось повышение эффективностьдокументооборота.

Основы близкой к информатикетехнической науки кибернетики были заложены трудами по математической логикеамериканского математика Норберта Винера, опубликованными в 1948 году, а самоназвания происходит от греческого слова kyberneticos– искусный в управлении.

Впервые термин кибернетикаввёл французский физик Ампер в первой половине XIXвека. Он занималсяразработкой единой системы классификации всех наук и обозначил этим терминомгипотетическую науку об управлении, которой в то время не существовало, нокоторая, по его мнению, должна была существовать.

Сегодня предметом кибернетики являютсяпринципы построения и функционирования систем автоматического управления, аосновными задачами – методы моделирования процесса принятия решений техническимисредствами. На практике кибернетика во многих случаях опирается на те жепрограммные и аппаратные средства вычислительной техники, что и информатика, аинформатика, в свою очередь, заимствует у кибернетики математическую илогическую базу для развития этих средств.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙЛИТЕРАТУРЫ:

1.<span Times New Roman"">     

2.<span Times New Roman"">     

3.<span Times New Roman"">     

4.<span Times New Roman"">     

www.ronl.ru

Курсовая: Информация и информатика

содержание

ВВЕДЕНИЕ.

Фундаментальной чертой цивилизации является рост производства, потребления и накопления информации во всех отраслях человеческой деятельности. Вся жизнь человека, так или иначе, связана получением, накоплением и обработкой информации. Что бы человек ни делал: читает ли он книгу, смотрит ли он телевизор, разговаривает, он постоянно и непрерывно получает и обрабатывает информацию.

Для XXI века характерна небывалая скорость развития науки, техники и новых технологий. Так от изобретения книгопечатания (середина XV века) до изобретения радиоприемника (1895г.) прошло около 440 лет, а между изобретением радио и телевидения - около 30 лет. Разрыв во времени между изобретением транзистора и интегральной схемы составил всего 5 лет.

В области накопления научной информации её объем начиная с XVII в. удваивался примерно каждые 10 - 15 лет. Поэтому одной из важнейших проблем человечества является лавинообразный поток информации в любой отрасли его жизнедеятельности. Подсчитано, например, что в настоящее время специалист должен тратить около 80% своего рабочего времени, чтобы уследить за всеми новыми печатными работами в его области деятельности. Увеличение информации и растущий спрос на неё обусловили появление отрасли, связанной с автоматизацией обработки информации – информатики. Но для перехода непосредственно к науке информатике, необходимо сказать о самой информации.

Мы живём в материальном мире. Всё, что нас окружает, и с чем мы сталкиваемся, относится либо к физическим телам, либо физическим полям. Все виды энергообмена сопровождаются появлением сигналов, т.е., все сигналы имеют в своей основе материальную энергетическую природу. При взаимодействии сигналов с физическими телами, в них возникают определённые изменения свойств – это явление называется регистрацией сигналов. В результате образуются данные – зарегистрированные сигналы.

Все мы непосредственно участвуем в информационном процессе. Любой информационный процесс будет происходить по следующей схеме:

Источниками (объектами) информации являются физические тела, поля или виртуальные объекты. Источники информации проявляются в виде сигналов. Сообщением является форма представления информации в виде, понимаемом получателем. Получатель информации – человек, понимающий эту информацию или техническая система.

Несмотря на то, что с понятием информации мы сталкиваемся ежедневно, строго и общепринятого её определения до сих пор не существует, поэтому вместо определения обычно используют понятие об информации. Понятие об информации, введённое в рамках одной научной дисциплины, может опровергаться конкретными примерами и фактами, полученными в рамках другой дисциплины.

Для информатики как для технической науки понятие информации не может основываться на таких антропоцентрических понятиях, как знание, и не может опираться только на объективность фактов и свидетельств. Средства вычислительной техники обладают способностью обрабатывать информацию автоматически, без участия человека. Эти средства могут работать с искусственной, абстрактной и даже с ложной информацией, не имеющей объективного отражения ни в природе, ни в обществе. Итак, информация – продукт взаимодействия данных и адекватных им методов.

Свойства информации

Как и всякий объект, информация обладает свойствами. Характерной отличительной особенность информации от других объектов природы и общества, является дуализм: на свойства информации влияют как свойства данных, составляющих её содержательную часть, так и свойства методов, взаимодействующих с данным в ходе информационного процесса. По окончании процесса свойства информации переносятся на свойства новых данных, т.е. свойства методов могут переходить на свойства данных.

С точки зрения информатики наиболее важными представляются следующие свойства: объективность, полнота, достоверность, адекватность, доступность и актуальность информации.

Понятие объективности информации является относительным, это понятно, если учесть, что методы являются субъективными. Более объективной принято считать ту информацию, в которую методы вносят меньший субъективные элемент.

Полнота информации во многом характеризует её качество и определяет достаточность данных для принятия решений или для создания новых данных на основе имеющихся. Чем полнее данные, тем шире диапазон методов, которые можно использовать, тем проще подобрать метод, вносящий минимум погрешностей в ход информационного процесса.

Данные возникают в момент регистрации сигналов, но не все сигналы являются «полезными» - всегда присутствует какой-то уровень посторонних сигналов, в результате чего полезные данные сопровождаются определённым уровнем «информационного шума». Если полезный сигнал зарегистрирован более чётко, чем посторонние сигналы, достоверность информации может быть более высокой. При увеличении уровня шумов достоверность информации снижается. В этом случае при передаче того же количества информации требуется использовать либо больше данных, либо более сложные методы.

Адекватность информации – степень соответствия реальному объективному состоянию дела. Неадекватная информация может образовываться при создании новой информации на основе неполных или недостоверных данных. Однако и полные, и достоверные данные могут приводить к созданию неадекватной информации в случае применения к ним неадекватных методов.

Доступность информации – мера возможности получить ту или иную информацию. На степень доступности информации влияют одновременно как доступность данных, так и доступность адекватных методов для их интерпретации. Отсутствие доступа к данным или отсутствие адекватных методов обработки приводят к одинаковому результату: информация оказывается недоступной.

Актуальность информации – степень соответствия информации текущему моменту времени. Нередко с актуальностью, как и с полнотой, связывают коммерческую ценность информации. Поскольку информационные процессы растянуты во времени, то достоверная и адекватная, но устаревшая информация может приводить к ошибочным решениям. Необходимость поиска (или разработки) адекватного метода для работы с данными может приводить к такой задержке получения информации, что она становится неактуальной и ненужной. На этом, в частности, основаны многие современные системы шифрования данных с открытым ключом. Лица, не владеющие ключом (методом) для чтения данных, могут заняться поиском ключа, поскольку алгоритм его работы доступен, но продолжительность этого поиска столь велика, что за время работы информация теряет актуальность и, естественно связанную с ней практическую ценность.

Носители данных

Данные – диалектическая составная часть информации. Они представляют собой зарегистрированные сигналы. При этом физический метод регистрации может быть любым: механическое перемещение физических тел, изменение их формы или параметров качества поверхности, изменение электрических, магнитных, оптических характеристик, химического состава или характера химических связей, изменение состояние электронной системы и многое другое. В соответствии с методом регистрации данные могут храниться транспортироваться на носителях различных видов.

Самым распространённым носителем данных, хотя и не самым экономичным является бумага. На бумаге данные регистрируются путём изменения оптических характеристик её поверхности. Изменение оптических свойств используется также в устройствах осуществляющих запись лазерным лучом на пластмассовых носителях с отражающим покрытием (CD-ROM). В качестве носителей, использующих изменение магнитных свойств, можно назвать магнитные ленты и диски. Регистрация данных путём изменения химического состава поверхностных веществ носителя широко используется в фотографии. На биохимическом уровне происходит накопление и передача данных в живой природе.

От свойств носителя нередко зависят такие свойства информации, как полнота, доступность и достоверность. Задача преобразования данных с целью смены носителя относится к одной из важнейших задач информатики. В структуре стоимости вычислительных систем устройства для ввода и вывода данных, работающие с носителями информации, составляют до половины стоимости аппаратных средств.

Операции с данными

В ходе информационного процесса данные преобразуются из одного вида в другой с помощью методов. Обработка данных включает в себя множество различных операций. По мере развития научно-технического прогресса и общего усложнения связей в человеческом обществе трудозатраты на обработку данных неуклонно возрастают. Прежде всего, это связано с постоянным усложнением условий управления производством и обществом. Второй фактор, также вызывающий общее увеличение объёмов обрабатываемых данных, тоже связан с НТП, а именно с быстрыми темпами появления и внедрения новых носителей данных, средств их хранения и доставки.

Основные операции, которые можно производить с данными:

 сбор данных – накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решений;

 формализация данных – приведения данных, поступающих из разных источников, к одинаковой форме, чтобы сделать их сопоставимыми между собой, т.е. повысить их уровень доступности;

 фильтрация данных – отсеивание лишних данных, в которых нет необходимости для принятия решений; при этом должен уменьшатся уровень «шума», а достоверность и адекватность данных должны возрастать;

 сортировка данных – упорядочивание данных по заданному признаку с целью удобства использования; повышает доступность информации;

 архивация данных - организация хранения данных в удобной и легкодоступной форме; служит для снижения экономических затрат по хранению данных и повышает общую надёжность информационного процесса в целом;

 защита данных – комплекс мер, направленных на предотвращение утраты, воспроизведения и модификации данных;

 приём передача данных между удалёнными участниками информационного процесса; при этом источник данных в информатике принято называть сервером, а потребителя – клиентом;

 преобразование данных – перевод данных из одной формы в другую или из одной структуры в другую. Преобразование данных часто связано с изменением типа носителя.

Итак, работа с информацией может иметь огромную трудоёмкость, а, следовательно, её надо автоматизировать.

Кодирование данных двоичным кодом

Для автоматизации работы с данными, относящимися к различным типам очень важно унифицировать их форму представления – для этого обычно используется приём кодирования, т.е. выражение данных одного типа через данные другого типа. Естественные человеческие языки – системы кодирования понятий для выражения мыслей посредством речи. К языкам близко примыкают азбуки – системы кодирования компонентов языка с помощью графических символов.

Своя системы существует и в вычислительной технике – она называется двоичным кодированием и основана на представлении данных последовательностью всего двух знаков: 0 и 1. Эти знаки называют двоичными цифрами, по-английски – binary digit или сокращённо bit (бит). Одним битом могут быть выражены два понятия: 0 или 1 (да или нет, чёрное или белое, истина или ложь и т.п.). Если количество битов увеличить до двух, то уже можно выразить четыре различных понятия. Тремя битами можно закодировать восемь различных значений.

Кодирование целых и действительных чисел

Целые числа кодируются двоичным кодом достаточно просто - необходимо взять целое число и делить его пополам до тех пор, пока частное не будет равно единице. Совокупность остатков от каждого деления, записанная справа налево вместе с последним частным, и образует двоичный аналог десятичного числа.

Для кодирования целых чисел от 0 до 255 достаточно иметь 8 разрядов двоичного кода (8 бит). 16 бит позволяют закодировать целые числа от 0 до 65535, а 24 – уже более 16,5 миллионов различных значений.

Для кодирования действительных чисел используют 80-разрядное кодирование. При этом число предварительно преобразовывают в нормализованную форму:

3,1414926 = 0,31415926 × 101

300 000 = 0,3 × 106

Первая часть числа называется мантиссой, а вторая – характеристикой. Большую часть из 80 бит отводят для хранения мантиссы (вместе со знаком) и некоторое фиксированное количество разрядов отводят для хранения характеристики.

Кодирование текстовых данных

Если каждому символу алфавита сопоставить определённое целое число, то с помощью двоичного кода можно кодировать текстовую информацию. Восьми двоичных разрядов достаточно для кодирования 256 различных символов. Это хватит, чтобы выразить различными комбинациями восьми битов все символы английского и русского языков, как строчные, так и прописные, а также знаки препинания, символы основных арифметических действий и некоторые общепринятые специальные символы.

Технически это выглядит очень просто, однако всегда существовали достаточно веские организационные сложности. В первые годы развития вычислительной техники они были связаны с отсутствием необходимых стандартов, а в настоящее время вызваны, наоборот, изобилием одновременно действующих и противоречивых стандартов. Для того чтобы весь мир одинаково кодировал текстовые данные, нужны единые таблицы кодирования, а это пока невозможно из-за противоречий между символами национальных алфавитов, а также противоречий корпоративного характера.

Для английского языка, захватившего де-факто нишу международного средства общения, противоречия уже сняты. Институт стандартизации США ввёл в действие систему кодирования ASCII (American Standard Code for Information Interchange – стандартный код информационного обмена США). В системе ASCII закреплены две таблицы кодирования базовая и расширенная. Базовая таблица закрепляет значения кодов от 0 до 127, а расширенная относится к символам с номерами от 128 до 255.

Первые 32 кода базовой таблицы, начиная с нулевого, отданы производителям аппаратных средств. В этой области размещаются управляющие коды, которым не соответствуют ни какие символы языков. Начиная с 32 по 127 код размещены коды символов английского алфавита, знаков препинания, арифметических действий и некоторых вспомогательных символов.

Кодировка символов русского языка, известная как кодировка Windows-1251, была введена «извне» - компанией Microsoft, но, учитывая широкое распространение операционных систем и других продуктов этой компании в России, она глубоко закрепилась и нашла широкое распространение.

Другая распространённая кодировка носит название КОИ-8 (код обмена информацией, восьмизначный) – её происхождение относится к временам действия Совета Экономической Взаимопомощи государств Восточной Европы. Сегодня кодировка КОИ – 8 имеет широкое распространение в компьютерных сетях на территории России и в российском секторе Интернета.

Международный стандарт, в котором предусмотрена кодировка символов русского языка, носит названия ISO (International Standard Organization – Международный институт стандартизации). На практике данная кодировка используется редко.

Универсальная система кодирования текстовых данных

Если проанализировать организационные трудности, связанные с созданием единой системы кодирования текстовых данных, то можно прийти к выводу, что они вызваны ограниченным набором кодов (256). В то же время, очевидно, что если, кодировать символы не восьмиразрядными двоичными числами, а числами с большим разрядом то и диапазон возможных значений кодов станет на много больше. Такая система, основанная на 16-разрядном кодировании символов, получила название универсальной – UNICODE. Шестнадцать разрядов позволяют обеспечить уникальные коды для 65 536 различных символов – этого поля вполне достаточно для размещения в одной таблице символов большинства языков планеты.

Несмотря на тривиальную очевидность такого подхода, простой механический переход на данную систему долгое время сдерживался из-за недостатков ресурсов средств вычислительной техники (в системе кодирования UNICODE все текстовые документы становятся автоматически вдвое длиннее). Во второй половине 90-х годов технические средства достигли необходимого уровня обеспечения ресурсами, и сегодня мы наблюдаем постепенный перевод документов и программных средств на универсальную систему кодирования.

Ниже приведены таблицы кодировки ASCII.

Кодирование графических данных

Если рассмотреть с помощью увеличительного стекла чёрно-белое графическое изображение, напечатанное в газете или книге, то можно увидеть, что оно состоит из мельчайших точек, образующих характерный узор, называемый растром. Поскольку линейные координаты и индивидуальные свойства каждой точки (яркость) можно выразить с помощью целых чисел, то можно сказать, что растровое кодирование позволяет использовать двоичный код для представления графических данных. Общепринятым на сегодняшний день считается представление чёрно-белых иллюстраций в виде комбинации точек с 256 градациями серого цвета, и, таким образом, для кодирования яркости любой точки обычно достаточно восьмиразрядного двоичного числа.

Для кодирования цветных графических изображений применяется принцип декомпозиции произвольного цвета на основные составляющие. В качестве таких составляющих используют три основные цвета: красный (Red), зелёный (Green) и синий (Blue). На практике считается, что любой цвет, видимый человеческим глазом, можно получить механического смешения этих трёх основных цветов. Такая система кодирования получила названия RGB по первым буквам основных цветов.

Режим представления цветной графики с использованием 24 двоичных разрядов называется полноцветным (True Color).

Каждому из основных цветов можно поставить в соответствие дополнительный цвет, т.е. цвет, дополняющий основной цвет до белого. Нетрудно заметить, что для любого из основных цветов дополнительным будет цвет, образованный суммой пары остальных основных цветов. Соответственно дополнительными цветами являются: голубой (Cyan), пурпурный (Magenta) и жёлтый (Yellow). Принцип декомпозиции произвольного цвета на составляющие компоненты можно применять не только для основных цветов, но и для дополнительных, т.е. любой цвет можно представить в виде суммы голубой, пурпурной и жёлтой составляющей. Такой метод кодирования цвета принят в полиграфии, но в полиграфии используется ещё и четвёртая краска – чёрная (Black). Поэтому данная система кодирования обозначается четырьмя буквами CMYK (чёрный цвет обозначается буквой К, потому, что буква В уже занята синим цветом), и для представления цветной графики в этой системе надо иметь 32 двоичных разряда. Такой режим также называется полноцветным.

Если уменьшить количество двоичных разрядов, используемых для кодирования цвета каждой точки, то можно сократить объём данных, но при этом диапазон кодируемых цветов заметно сокращается. Кодирование цветной графики 16-разрядными двоичными числами называется режимом High Color.

При кодировании информации о цвете с помощью восьми бит данных можно передать только 256 оттенков. Такой метод кодирования цвета называется индексным.

Кодирование звуковой информации

Приёмы и методы работы со звуковой информацией пришли в вычислительную технику наиболее поздно. К тому же, в отличие от числовых, текстовых и графических данных, у звукозаписей не было столь же длительной и проверенной истории кодирования. В итоге методы кодирования звуковой информации двоичным кодом далеки от стандартизации. Множество отдельных компаний разработали свои корпоративные стандарты, но среди них можно выделить два основных направления.

1. Метод FM (Frequency Modulation) основан та том, что теоретически любой сложный звук можно разложить на последовательность простейших гармонических сигналов разных частот, каждый из которых представляет собой правильную синусоиду, а, следовательно, может быть описан числовыми параметрами, т.е. кодом. В природе звуковые сигналы имеют непрерывный спектр, т.е. являются аналоговыми. Их разложение в гармонические ряды и представление в виде дискретных цифровых сигналов выполняют специальный устройства – аналогово-цифровые преобразователи (АЦП). Обратное преобразование для воспроизведения звука, закодированного числовым кодом, выполняют цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП). При таких преобразованиях неизбежны потери информации, связанные с методом кодирования, поэтому качество звукозаписи обычно получается не вполне удовлетворительным и соответствует качеству звучания простейших электромузыкальных инструментов с окрасом характерным для электронной музыки. В то же время данный метод копирования обеспечивает весьма компактный код, поэтому он нашёл применение ещё в те годы, когда ресурсы средств вычислительной техники были явно недостаточны.

2. Метод таблично волнового (Wave-Table) синтеза лучше соответствует современному уровню развития техники. В заранее подготовленных таблицах хранятся образцы звуков для множества различных музыкальных инструментах. В технике такие образцы называют сэмплами. Числовые коды выражают тип инструмента, номер его модели, высоту тона, продолжительность и интенсивность звука, динамику его изменения, некоторые параметры среды, в которой происходит звучание, а также прочие параметры, характеризующие особенности звучания. Поскольку в качестве образцов исполняются реальные звуки, то его качество получается очень высоким и приближается к качеству звучания реальных музыкальных инструментов.

Основные структуры данных

Работа с большими наборами данных автоматизируется проще, когда данные упорядочены, т.е. образуют заданную структуру. Существуют три основных типа структур данных: линейная, иерархическая и табличная. Самая простейшая структура данных – линейная. Она представляет собой список. Для быстрого поиска информации существует иерархическая структура. Для больших массив поиск данных в иерархической структуре намного проще, чем в линейной, однако и здесь необходима навигация, связанная с необходимостью просмотра.

Основным недостатком иерархических структур данных является увеличенный размер пути доступа. Очень часто бывает так, что длина маршрута оказывается больше, чем длина самих данных, к которым он ведёт. Поэтому в информатике применяют методы для регуляризации иерархических структур с тем, чтобы сделать путь доступа компактным. Один из методов получил название дихотомии. В иерархической структуре, построенной методом дихотомии, путь доступа к любому элементу можно представить как через рациональный лабиринт с поворотами налево (0) и направо (1) и, таким образом, выразить путь доступа в виде компактной двоичной записи.

Единицы измерения данных

Наименьшей единицей после бита является байт (1 байт = 8 бит = 1 символ). Поскольку одним байтом, как правило, кодируется один символ текстовой информации, то для текстовых документов размер в байтах соответствует лексическому объёму в символах. Более крупная единица измерения килобайт (1 Кб = 1024 байт). Более крупные единицы образуются добавлением префиксов мега-, гига-, тера-; в более крупных единицах пока нет практической надобности:

1 Мб = 1048580 байт;

1 Гб = 10737740000 байт.

1 Тб = 1024 Гб.

Информатика и её задачи

Информатика – область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров и взаимодействия со средой их применения. Сама информатика появилась с появлением персональных компьютеров. В переводе с французского языка информатика – автоматическая обработка информации.

В информатике всё жёстко ориентировано на эффективность. Вопрос, как сделать ту или иную операцию, для информатики является важным, но не основным. Основным же является вопрос, как сделать данную операцию эффективно.

Предмет информатики составляет следующие понятия:

• аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;

• программное обеспечение средств вычислительной техники;

• средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;

• средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.

Итак, в информатике особое внимание уделяется вопросам взаимодействия. Для этого было даже выдвинуто специальное понятие – интерфейс. Пользовательским интерфейсом называют методы и средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами. Соответственно, существуют аппаратные, программные и аппаратно-программные интерфейсы.

Основной задачей информатики является систематизация приёмов 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. В составе основной задачи информатики сегодня можно выделить следующие направления для практических приложений:

• архитектура вычислительных систем;

• интерфейсы вычислительных систем;

• программирование;

• преобразование данных;

• защита информации;

• автоматизация;

• стандартизация.

На всех этапах технического обеспечения информационных процессов для информатики ключевым понятием является эффективность. Для аппаратных средств под эффективностью понимают отношение производительности оборудования к его стоимости. Для программного обеспечения под эффективностью понимают производительность лиц, работающих с ними (пользователей). В программировании под эффективностью понимают объём программного кода, создаваемого программистами в единицу времени.

Истоки и предпосылки информатики

Кроме Франции термин информатика используется в ряде стран Восточной Европы. В то же время, в большинстве стран Западной Европы и США используется другой термин – наука о средствах вычислительной техники (Computer Science).

В качестве источников информатики обычно называют две науки – документалистику и кибернетику. Документалистика сформировалась в конце XIX века в связи с бурным развитием производственных отношений. Её целью являлось повышение эффективность документооборота.

Основы близкой к информатике технической науки кибернетики были заложены трудами по математической логике американского математика Норберта Винера, опубликованными в 1948 году, а само названия происходит от греческого слова kyberneticos – искусный в управлении.

Впервые термин кибернетика ввёл французский физик Ампер в первой половине XIX века. Он занимался разработкой единой системы классификации всех наук и обозначил этим термином гипотетическую науку об управлении, которой в то время не существовало, но которая, по его мнению, должна была существовать.

Сегодня предметом кибернетики являются принципы построения и функционирования систем автоматического управления, а основными задачами – методы моделирования процесса принятия решений техническими средствами. На практике кибернетика во многих случаях опирается на те же программные и аппаратные средства вычислительной техники, что и информатика, а информатика, в свою очередь, заимствует у кибернетики математическую и логическую базу для развития этих средств.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Леонтьев В.П. ПК: универсальный справочник пользователя Москва 2000.

2. Каталог «Весь компьютерный мир» декабрь 1995.

3. Симонович С.В. Информатика. Базовый курс 2000.

4. Макарова Информатика. Учебник для ВУЗов М.: Дрофа 2000.

Реферат Новейшие достижения в информатике Фундаментальной чертой цивилизации является рост производства, потребления и накопления информации во всех отраслях человеческой деятельности. Вся жизнь человека так или иначе связана с не делал: читает ли он книгу, смотрит ли он телевизор, разговаривает ли - он постоянно и непрерывно получает и обрабатывает информацию.

Контрольная: Информация, информатика, базы данных. Периферийные устройства Информация, информатика, базы данных. Фундаментальной чертой цивилизации является рост производства, потребления и накопления информации во всех отраслях человеческой деятельности. Вся жизнь человека, так или иначе, связана получением, накоплением и обработкой информации.

Реферат Предмет правовая информатика Решение сложных задач информатизации правовой и государственной сферы России потребовало формирования новой разветвленной системы научных знаний . Решению этих задач отвечает новая междисциплинарная отрасль – правовая информатика . Первоначально идеи общей и правовой информатики развивались в лоне кибернетики как науки о законах управления сложными динамическими системами.

nreferat.ru

Курсовая работа - Понятие информация

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКОНОМИСЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра Информатики

РЕФЕРАТ

на тему: «Понятие информация»

Выполнил студент:

Алексашин Сергей

Факультета

Экономика и управление на

предприятии

Группы 111 – зк

Номер зачётной книжки 00110

Научный руководитель:

Ростов – на – Дону – 2011г.

План:

Стр.

Введение 3

1. Понятие «информация» 4-5

2. Архивация информации. Программы-архиваторы. 6-7

3. Текстовый процессор 8

Заключение 9

Литература 10

Введение

Революция в автоматизации делопроизводства в офисе в 80-е годы прошлого века стала реально возможна в связи с созданием и широким распространением персональных компьютеров. Персональные компьютеры в первую очередь вытеснили из обращения печатающие машинки, составляющие основу технических средств подготовки печатных документов. Преимущества компьютера, оснащенного специальным текстовым процессором (редактором), перед печатающей машинкой были явными и заключались в том, что обеспечивали значительное повышение удобства, производительности выполнения работ и, самое главное, повышение качества получаемых при этом документов. Разделение во времени этапов подготовки документа, таких, как ввод, редактирование, оформление, подготовка к печати и собственно сама печать сделали процесс создания документа более простым и технологичным.

Понятие «информация»

Слово «информация» происходит от латинского слова informatio, что в переводе означает сведение, разъяснение, ознакомление.

Информация может существовать в виде:

· текстов, рисунков, чертежей, фотографий;

· световых или звуковых сигналов;

· радиоволн;

· электрических и нервных импульсов;

· магнитных записей;

· жестов и мимики;

· запахов и вкусовых ощущений;

· хромосом, посредством которых передаются по наследству признаки и свойства организмов и т.д.

Современные компьютеры могут работать с пятью видами информации:

o числовой;

o текстовой;

o графической;

o звуковой;

o видеоинформацией.

Понятие «информация» является базовым в курсе информатики, невозможно дать его определение через другие, более «простые» понятия. Данное понятие используется в различных науках (информатике, кибернетике, биологии, физике и др.), при этом в каждой науке понятие «информация» связано с различными системами понятий.

Информация в физике. В физике мерой беспорядка, хаоса для термодинамической системы является энтропия системы, тогда как информация (антиэнтропия) является мерой упорядоченности и сложности системы. По мере увеличения сложности системы величина энтропии уменьшается, и величина информации увеличивается. Процесс увеличения информации характерен для открытых, обменивающихся веществом и энергией с окружающей средой, саморазвивающихся систем живой природы (белковых молекул, организмов, популяций животных и так далее).

Таким образом, в физике информация рассматривается как антиэнтропия или энтропия с обратным знаком.

Информация в биологии. В биологии понятие «информация» связывается с целесообразным поведением живых организмов. Такое поведение строится на основе получения и использования организмом информации об окружающей среде.

Понятие «информация» в биологии используется также в связи с исследованиями механизмов наследственности. Генетическая информация передается по наследству и хранится во всех клетках живых организмов. Гены представляют собой сложные молекулярные структуры, содержащие информацию о строении живых организмов. Последнее обстоятельство позволило проводить научные эксперименты по клонированию, то есть созданию точных копий организмов из одной клетки.

Информация в кибернетике. В кибернетике (наука об управлении) понятие «информация» связано с процессами управления в сложных системах (в живых организмах или технических устройствах). Жизнедеятельность любого организма или нормальное функционирование технического устройства зависит от процессов управления, благодаря которым поддерживаются в необходимых пределах значения их параметров. Процессы управления включают в себя получение, хранение, преобразования и передачу информации.[1]

Архивация информации

Возможность уплотнения данных основана на том, что информация часто обладает избыточностью, которая зависит от вида информации. Случайная потеря 10% фотографии, скорее всего, не повлияет на ее информативность. Если на странице книги отсутствует 10% строк, то понять ее содержание уже трудно. Если взять программный код, в котором утрачено 10% информации, то восстановить его, скорее всего, уже не удастся. У этих видов данных разная избыточность. Несмотря на то, что объемы внешней памяти ЭВМ постоянно растут, потребность в архивации не уменьшается. Это объясняется тем, что архивация необходима не только для экономии места в памяти, но и для надежного хранения копий ценной информации, а также для быстрой передачи информации по сети на другие ЭВМ. Кроме того, возможность отказа магнитных носителей информации, разрушающее действие вирусов заставляет пользователей делать резервное копирование ценной информации на другие (запасные) носители информации.

Процесс записи файла в архивный файл называется архивированием (упаковкой, сжатием), а извлечение файла из архива – разархивированием (распаковкой).

Упакованный (сжатый) файл называется архивом. Архив содержит оглавление, позволяющее узнать, какие файлы содержатся в архиве.

Программы-архиваторы.

Различными разработчиками были созданы специальные программы для архивации файлов. Часть из них распространяется бесплатно, часть — на коммерческой основе (за плату), но большинство программ такого рода распространяются как “Shareware”. т.е. они могут быть получены бесплатно, но если Вы хотите их использовать постоянно, то должны выслать авторам или распространителям указанное (обычно небольшое, до 50 дол.) вознаграждение.

Как правило, программы для архивации файлов позволяют помещать копии файлов на диске в сжатом виде в архивный файл, извлекать файлы из архива, просматривать оглавление архива и т.д. Разные программы отличаются форматом архивных файлов, скоростью работы, степенью сжатия файлов при помещении в архив, удобством использования.

Наиболее распространенные программы-архиваторы имеют приблизительно одинаковые возможности и ни одна из них не превосходит другие по всем параметрам: одни программы работают быстрее, другие обеспечивают лучшую степень сжатия файлов. Даже если сравнивать программы только по степени сжатия, то среди них нет лидера: разные файлы лучше сжимаются разными программами.

Принцип работы архиваторов основан на поиске в файле «избыточной» информации и последующем ее кодировании с целью получения минимального объема. Самым известным методом архивации файлов является сжатие последовательностей одинаковых символов.

Текстовый процессор

Текстовый процессор — вид прикладной компьютерной программы, предназначенной для производства (включая набор, редактирование, форматирование, иногда печать) любого вида печатной информации. Иногда текстовый процессор называют текстовым редактором второго рода.

Текстовыми процессорами в 1970-е — 1980-е годы называли предназначенные для набора и печати текстов машины индивидуального и офисного использования, состоящие из клавиатуры, встроенного компьютера для простейшего редактирования текста, а также электрического печатного устройства. Позднее наименование «текстовый процессор» стало использоваться для компьютерных программ, предназначенных для аналогичного использования.

Текстовые процессоры, в отличие от текстовых редакторов, имеют больше возможностей для форматирования текста, внедрения в него графики, формул, таблиц и других объектов. Поэтому они могут быть использованы не только для набора текстов, но и для создания различного рода документов, в том числе официальных. Классическим примером текстового процессора является Microsoft Word.

Заключение

Передача информации – очень необходимая вещь для каждого человека и всего человечества в целом. Информатизация общества в настоящее время достигает новых вершин. Это связано с возникновением новых современных информационных технологий, позволяющих человеку увеличивать объемы обрабатываемой и передаваемой информации. Главным предметом обработки и передачи информации является персональный компьютер. Все чаще передача информации между различными организациями или юридическими лицами осуществляется через локальные или глобальные компьютерные сети, что заставляет общество все глубже изучать этапы и способы передачи информации.

Таким образом, тема передачи информации остается актуальной и в современном мире.

Список используемой литературы:

1. Н.Угринович «Информатика и информационные технологии», Москва, 2003 года издания.

2. С.Симонович, Г.Евсеев «Занимательный компьютер», Москва, 2002 года издания.

3. Леонтьев В.П., «Новейшая энциклопедия персонального компьютера», Москва, 2003 года издания.

4. Фигурнов В.А., «ПК для начинающих», Москва, 1995 года издания.

Большеви́зм (от большевик) — революционное марксистское течение политической мысли и политическое движение, связанное с формированием партии социальной революции, как авангарда рабочего класса, последовательным интернационализмом и постановкой социального эксперимента: взятием власти до созревания всех необходимых предпосылок[1]. Зародилось в начале XX века и было связанно с РСДРП(б). Большевизм существует, как течение политической мысли и как политическая партия, с 1903 года.

— Ленин В.И. Детская болезнь «левизны» в коммунизме // Ленин В.И.: Полн.собр.соч. — Т. 41. — С. 6.[2] текст

Основным теоретиком большевизма был Ленин, кроме него к теоретикам большевизма относятся Николай Бухарин, Евгений Преображенский, Лев Троцкий и Роза Люксембург[1].

Некоторые исследователи[3] к большевистской теории относят и деятельность И. В. Сталина, возглавлявшего Всесоюзную коммунистическую партию (большевиков) и одновременно обладавшего всей полнотой государственной власти в СССР. Однако другие (как современники Сталина, так и более поздние) не смешивают собственно «большевизм» и «сталинизм», считая их разнонаправленными (революционным и термидорианским) явлениями[4].

Выражение «большевизм» как и впоследствии «коммунизм» устоялось в западной историографии как взгляд на совокупность особенностей советского режима в определенный политический период. В настоящее время самоназвание «большевики» активно используют различные группы сталинистов и троцкистов.

[1] Н.Угринович «Информатика и информационные технологии», М.: 2003г.-с.58

www.ronl.ru

Реферат - Человек и информация в материальном мире

Тема: Человек и информация в материальном мире

1. Информация.

2. История развития информатики.

3. Информатика как единство науки и технологии.

Представим себе, что мы ни чего не видим, ни чего не слышим, не ощущаем ни запахов, ни холода, ни тепла, а в добавок вся пища абсолютно безвкусная… Надо полагать, жизнь сразу бы потеряла для нас свою привлекательность. Ни телевизора, ни компьютерных игр, ни музыки, ни чудесных цветочных ароматов… И всё потому, что нас лишили постоянного притока информации, без которого немыслимо нормальное существование человека в окружающем мире.

Более того, можно сказать, что человек отличается от животного характером информации, которую он способен обрабатывать и воспринимать. Вот только один пример. Около сотни детей по разным причинам выросли в окружении зверей, лишённые всего лишь обычной всего лишь обычной человеческой речи — одного из главных источников информации. Результат печален: в отличие от легендарного Маугли из них получились существа, почти не отличающиеся от животных.

1. Информация — это очень странный объект. Мы можем посмотреть один и тот же фильм с видеокассеты, с видеодиска, с компьютерного CD-диска, просто в кинотеатре, в конце концов… Информация, полученная нами при просмотре фильма, будет одна и та же, но находиться на разных носителях. И в принципе нам всё ровно, на каком носителе находится информация — лишь бы было качественное её воспроизведение (в денном случае нужного фильма).

Из курса физики мы знаем, что все предметы вокруг нас характеризуются наличием в них вещества и энергии. Но, кроме всего прочего, любой предмет несёт в себе ещё и информацию. Даже самый маленький камешек, валяющийся на дороге, можно бесконечно изучать и изучать.

Всё же говоря, об информации, мы в первую очередь имеем в виду те сведения, которые предоставляют нам телевидение, радио, газеты, книги. Информацию несут нам карты местности и картины художников. Информация аккумулирована в тысячах научных трудов, составляющих основу нашей цивилизации. Информация составляет основу наших школьных учебников, без которых трудно стать образованным человеком.

Информация, получаемая из сообщений, записываемая с помощью букв и цифр, называется символьной, а информация, получаемая с помощью зрительных образов окружающего мира, называется видеоинформацией. И если раньше человек имел дело в основном с видеоинформацией, то современная цивилизация окружила нас бездонными морями символьной информации, способными поглотить любого в своих пучинах.

В современных потоках символьной информации человек чувствует себя как щепка в водопаде. Чтобы покорить океаны символьной информации, нужны корабли, способные преодолеть океанские просторы. Ими и стали компьютеры, или, как их называли раньше, электронно-вычислительные машины (ЭВМ). Но кроме кораблей, нужна наука об управлении этими кораблями, нужны люди, способные прокладывать курс корабля, и люди, знающие устройство этих кораблей. А прежде всего, нужны капитаны.

Вывод: Виртуальный мир компьютера — это отражение реального мира, отражение окружающей действительности, «преломлённое» через восприятие этой действительности человеком: во-первых, объектный подход реализуется в понимании и представлении человека, во-вторых, объектный подход заложен в основу компьютерных технологий. Поэтому использование технологий требует предварительного овладения пользователем объектно-ориентированного подхода в познании мира. Тогда освоение собственно информационных (компьютерных) технологий воспринимается, как ряд конкретных реализаций изученного ими метода.

2. Информатика — молодая научная дисциплина, изучающая вопросы, связанные с поиском, сбором, хранением, преобразованием и использованием информации в самых различных сферах человеческой деятельности. Генетически информатика связана с вычислительной техникой, компьютерными системами и сетями, так как именно компьютеры позволяют порождать, хранить и автоматически перерабатывать информацию в таких количествах, что научный подход к информационным процессам становиться одновременно необходимым и возможным.

До настоящего времени толкование термина «информатика» (в том смысле как он используется в современной научной и методической литературе) ещё не является установившимся и общепринятым. Обратимся к истории вопрос, восходящей ко времени появления электронных вычислительных машин.

После второй мировой войны возникла и начала бурно развиваться кибернетика как наука об общих закономерностях в управлении и связи в различных системах: искусственных, биологических, социальных. Рождение кибернетики принято связывать с опубликованием в 1948 г. Американским математиком Норбертом Винером, ставшей знаменитой, книги «Кибернетика или управление и связь в животном и машине». В этой работе были показаны пути создания общей теории управления и заложены основы методов рассмотрения проблем управления и связи для различных систем с единой точки зрения. Развиваясь одновременно с развитием электронно-вычислительных машин, кибернетика со временем превращалась в более общую науку о преобразовании информации. Под информацией в кибернетике понимается любая совокупность сигналов, воздействий или сведений, которые некоторой системой воспринимаются от окружающей среды.

Подойдём сейчас к этому вопросу с терминологической точки зрения. Вскоре вслед за появлением термина «кибернетика» в мировой науке стало использоваться англоязычное "Computer Scince", а чуть позже, на рубеже шестидесятых и семидесятых годов, французы ввели получивший сейчас широкое распространение термин "Informatique". В русском языке раннее употребление термина «информатика» связано с узкоконкретной областью изучения структуры и общих свойств научной информации, передаваемой посредством научной литературы. Эта информационно-аналитическая деятельность, совершенно необходимая и сегодня в библиотечном деле, книгоиздании и т.д., уже давно не отражает современного понимания информатики.

Вывод: Как отмечал академик А.П. Ершов, в современных условиях термин информатика «вводится в русский язык в новом и куда более широком значении — как название фундаментальной естественной науки, изучающей процессы передачи и обработки информации. При током толковании информатика оказывается более непосредственно связанной с философскими и общенаучными категориями, проясняется и её место в кругу традиционных академических научных дисциплин.

3. Информатика — отнюдь не только „чистая наука“. У неё, безусловно, имеется научное ядро, но важная особенность информатики — широчайшие приложения, охватывающие почти все виды человеческой деятельности: производство, управление, науку, образование, проектные разработки, торговлю, финансовую сферу, медицину, криминалистику, охрану окружающей среды и др. И, может быть, главное из них — совершенствование социального управления на основе новых информационных технологий.

Как наука, информатика изучает общие закономерности, свойственные информационным процессам (в самом широком смысле этого понятия). Когда разрабатываются новые носители информации, каналы связи, приёмы кодирования, визуального отображения информации и многое другое, конкретная природа этой информации почти не имеет значения. Для разработчика системы управления базами данных (СУБД) важны общие принципы организации и эффективность поиска данных, а не то, какие конкретно данные будут затем заложены в базу многочисленными пользователями. Эти общие закономерности есть предмет информатики как науки.

Объектом приложения информатики являются самые различные науки и области практической деятельности, для которых она стала непрерывным источником самых современных технологий, называемых часто „новые информационные технологии“ (НИТ). Многообразные информационные технологии, функционирующие в разных видах человеческой деятельности (управлении производственным процессом, проектировании, финансовых операциях, образовании и т.п.), имея общие черты, в тоже время существенно различаются между собой.

Перечислим наиболее впечатляющие реализации информационных технологий, используя, ставшие традиционными, сокращения.

АСУ — автоматизированные системы управления — комплекс технических и программных средств, которые во взаимодействии с человеком организуют управление объектами в производстве или общественной сфере. Например, в образовании используются системы АСУ-ВУЗ.

АСУТП — автоматизированные системы управления технологическими процессами. Например, такая система управляет работой станка с числовым программным управлением (ЧПУ), процессом запуска космического аппарата и т.д.

АСНИ — автоматизированная система научных исследований — программно-аппаратный комплекс, в котором научные приборы сопряжены с компьютером, вводят в него денные измерений автоматически, а компьютер производит обработку этих данных и представление их в наиболее удобной для исследователя форме.

АОС — автоматизированная обучающая система. Есть системы, помогающие осваивать учащимся новый материал, производящие контроль знаний, помогающие преподавателям готовить учебные материалы и т.д.

САПР — система автоматизированного проектирования — программно-аппаратный комплекс, который во взаимодействии с человеком (конструктором, инженером-проектировщиком, архитектором и т.д.) позволяет максимально эффективно проектировать механизмы, здания, узлы сложных агрегатов и др.

Упомянем также диагностические системы в медицине, системы организации продажи билетов, системы видения бухгалтерско-финансовой деятельности, системы обеспечения редакционно-издательской деятельности — спектр применения информационных технологий чрезвычайно широк.

Вывод: С развитием информатики возникает вопрос о её взаимосвязи и разграничении с кибернетикой. При этом требуется уточнение предмета кибернетики, более строгое его толкование. Информатика и кибернетика имеют много общего, основанного на концепции управления, но имеют и объективные различия.

Заключение

Информация, человек и информатика очень взаимосвязаны. Одно без другого просто не может существовать в современном мире. Об этом можно очень долго и много разговаривать.

Попытку определить, что же такое современная информатика, сделал в 1978 г. Международный конгресс по информатике: „Понятие информатики охватывает области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая машины, оборудование, математическое обеспечение, организационные аспекты, а также комплекс промышленного, коммерческого, административного и социального воздействия“.

Один из подходов разграничения информатики и кибернетики — отнесение к области информатики исследований информационных технологий не в любых кибернетических системах (биологических, технических и т.д.), а только в социальных системах. В то время как за кибернетикой сохраняются исследования общих законов движения информации в произвольных системах, информатика, опираясь на этот теоретический фундамент, изучает конкретные способы и приёмы переработки, передачи, использования информации. Впрочем, многим современным учёным такое разделение представляется искусственным, и они просто считают кибернетику одной из составных частей информатики.

Литература

Д.Г. Гейн, А.И. Сенокосов, Н.А. Юнерман (Информатика) стр.4,5,6.

Ю. Шафрин (Информатика) стр.14.

А.В. Могилёв, Н.И. Пак, Е.К. Хённер (Инфортика) стр.9, 10, 11, 12.

www.ronl.ru

Смотрите также

• 
  Темы рефератов информационные технологии
• 
  О полку игореве реферат
• 
  Реферат на тему измерение
• 
  Все о спиде реферат
• 
  Право и государство реферат
• 
  Реферат на тему планета
• 
  Рефераты по культуре речи
• 
  Реферат деятельность виды деятельности
• 
  Как оформить титульный реферата
• 
  Что такое менеджмент реферат
• 
  Реферат что такое физика