- •Понятие, назначение, объект и предмет информатики.
- •Этапы развития информатики.
- •Математические объекты и их происхождение. Способ определения математических объектов. Понятие множества по Кантору; место множества в иерархии математических объектов.
- •Отношение принадлежности элемента множеству; способы задания множеств.
- •Мощность множества; классификация множеств по мощности; способ установления соответствия множеств по мощности.
- •Определение подмножества; отношения множеств; собственное (строгое) подмножество. Процедура сравнения множеств.
- •Разбиение множества.
- •Дополнение множества и разность двух множеств.
- •Аксиомы о существовании единичного пустого и дополнительного множеств.
- •Определение алгебраической системы и алгебры множеств; носитель и сигнатура алгебраической системы.
- •Граф как бинарное отношение. Граф как соответствие.
- •Подходы при определении понятия информации; философский подход.
- •Определение информации по р.Хартли.
- •Понятие управления в кибернетике; контур управления и его компоненты.
- •Цепь управления и процесс воздействия источника на приемник как множество; цепи прямой и обратной связи.
- •Определение понятия сообщения; отличие сообщения от информации.
- •Виды сообщений в цепи управления; активные и пассивные сообщения.
- •Процессы управления с использованием активных и пассивных сообщений; роль человека в процессе управления.
- •Виды множеств сообщений в цепи управления.
- •Три способа управления: на основе прошлых событий, на основе диагноза, на основе прогноза.
- •Особенности и трудности отыскания основной информации и основного кода в явлениях природы и данных измерений.
- •Эффект от использования основной информации.
- •Определение понятия информирование.
- •Дискретизация сообщений по времени.
- •Квантование сообщений по уровню; шум квантования.
- •Аддитивная мера информации (мера р.Хартли).
- •Статистическая мера информации; количество информации по к.Шеннону.
- •Временная и спектральная форма описания сигнала; спектр сигнала.
- •Ряд ж.Фурье; обратное преобразование ж.Фурье для периодического сигнала
- •Ряд Котельникова и функция отчетов.
Разбиение множества.
Разбиением множества называется множество подмножеств, любая пара которых не пересекается, а полное объединение в точности даёт данное множество.
Для существования разбиения необходимо:
1) чтобы соблюдалось условие непересекаемости
2) условие полноты
3) чтобы выделенная часть являлась подмножеством общего.
Дополнение множества и разность двух множеств.
Дополнение произвольного множества называется множество, содержащее только те элементы универсума, которые не принадлежат данному множеству.
Разность двух множеств — это теоретико-множественная операция, результатом которой является множество, в которое входят все элементы первого множества, не входящие во второе множество.
Свойства разности множеств:
Пусть — произвольные множества.
Вычитание множества из самого себя даёт в результате пустое множество:
Свойства пустого множества относительно разности:
Разность двух множеств содержится в уменьшаемом:
. Из этой формулы следует, что операция разности не является обратной операции суммы (то есть объединению).
не пересекается с вычитаемым:
Разность
Разность множеств равна пустому множеству тогда, и только тогда, когда уменьшаемое содержится в вычитаемом:
Аксиомы о существовании единичного пустого и дополнительного множеств.
Определение алгебраической системы и алгебры множеств; носитель и сигнатура алгебраической системы.
Сигнатура – алгебраическая система (Ω) – это перечь всех связей между элементами рассмотренного множества.
Алгебраическая система — множество (носитель), с заданным на нём, набором операций и отношений (сигнатура), удовлетворяющим некоторой системе аксиом.(По версии гуменя: упорядоченное множество 2-ух компонентов)
Алгебраическая система с пустым множеством отношений называется универсальной алгеброй, а система с пустым множеством операций — моделью.
Алгебра множеств в теории множеств — это непустая система подмножеств, замкнутая относительно операций дополнения (разности) и объединения (суммы).
Аксиомы и основные тождества алгебры множеств.
Определение кортежа; названия кортежей; определение вектора: Проекции кортежей и их множеств.
Определение прямого (декартова) произведения двух и нескольких множеств. Символическое возведение в -"1 "степень множества пар. Возведение в целую степень множества.
Прямым произведением двух множеств является третье множество, элементами которого являются пары кортежей построенных таким образом, что первый компонент элементы первого множества, а второй – второго множества.
X*Y = Z = {<x,y>|(x X)&(y Y)}
Возведение в «-» степень
Y*X = (X*Y)-1
Определение соответствия двух множеств.
Соответствие двух множеств X и Y – образует тройки
1 компонент – X;
2 компонент – Y;
3 компонент – Q – закон или график соответствия, при этом Q – подмножество декартового произведения X на Y
q = <X, Y, Q>, где Q С X*Y
Основные свойства соответствий
1) Всюду определённость;
2) Всюду значимость (сурьективность);
3) Однозначность (функциональность);
4) Обратная однозначность.
Классы соответствий
Обратное соответствие; обратная функция; обратное отображение
Композиция соответствий.
1. Соответствием S из множества A в множество B называется подмножество S Í A´B. Тот факт, что элементы aÎ A, bÎ B находятся в соответствии S, мы будем записывать в виде (a, b) Î S или в виде aSb.
2. Естественным образом для соответствий S1 и S2 определяются S1∩S2 и S1U S2 – как пересечение и объединение подмножеств. Как и для любых подмножеств определяется понятие включения соответствий S1 Í S2. Так S1 Í S2 Û
из a S1b Þ a S2b.
Для соответствий S1 Í A´B и S2 Í B´C определим композицию соответствий S1*S2 Í A´С. Будем считать, что для элементов aÎ A, сÎ С по определению a S1*S2 с Û $ bÎ B такой, что a S1 b и b S2 с.
4. Для соответствия S Í A´B определим соответствие
S -1 Í B´A так: по определению bS -1a Û a S b.
5. Пусть по определению соответствие DAÍ A´A,
DA=.
6. Соответствие F из множества A в множество B называется функцией, определенной на A, со значениями в B (или отображением из A в B), если " aÎ A $! bÎ B такой, что aFb. В этом случае будем писать также aF = b или, более привычно, Fa = b. В этом определении функция отождествляется со своим графиком. В наших обозначениях aF1*F2 с можно записать в виде с = (aF1)F2 . Композиция F2F1 функций означает по определению, что (F2F1 )(a)= F2(F1 (a)). Таким образом, F2F1 = F1*F2 .
7. Для отображения F из A в B образом подмножества A1Í A
называется подмножество F(A1)= Í B, а прообразом подмножества B1 Í B называется подмножество
F -1(B1)= Í A .
8. Отображение F из A в B называется инъекцией, если из
a1 ¹ a2 Þ Fa1 ¹ Fa2.
9. Отображение F из A в B называется сюръекцией, если
" bÎ B $ aÎ A такой, что Fa = b.
10. Отображение F из A в B называется биекцией или взаимнооднозначным отображением, если F – инъекция и сюръекция одновременно.
11. Биекция конечного (а иногда и бесконечного) множества называется подстановкой.
12. Бинарным отношением на множестве Х называется подмножество R Í X´X. Тот факт, что элементы x, y Î X находятся в отношении R, мы будем записывать в виде (x, y) Î R или в виде xRy.
Композиция соответствий. Пусть заданы соответствия R из X в Y и S из Y в Z. Их композицией (или произведением) называется соответствие P из X в Z такое, что P(x)=S(R(x)) для всех x из X. Композиция соответствий R и S обозначается через RS. Согласно определению имеем
RS = {(x,z) | существует y∈Y, для которого (x,y)∈R и (y,z)∈S}.
Если X=Y=Z и R=S, то вместо RR пишут R2, вместо (R2)R – (R3) и т.д.