- •Информатика
- •1. Что изучает информатика. Понятие интерфейса
- •2. Понятие информации и ее измерение Данные и информация
- •Свойства информации
- •Измерение информации
- •Кодирование данных в компьютере
- •Кодирование целых и действительных чисел
- •Кодирование текстовых данных
- •Кодирование графических данных
- •Кодирование звуковой информации
- •Форматы кодирования видеоинформации
- •2. Вычислительная техника Принципы фон Неймана и работа компьютера
- •Принцип двоичного кодирования
- •Принцип программного управления
- •Принцип однородности памяти
- •Принцип адресности
Информатика
Лекция 1
1. Что изучает информатика. Понятие интерфейса
Информа́тика (ср. со сходными по звучанию и происхождению нем. Informatik и фр. Informatique, в противоположность традиционному англоязычному термину англ. computer science — компьютерные науки — в США или англ. computing science — вычислительная наука — в Британии) есть наука о вычислениях, хранении и обработке информации. Она включает дисциплины, так или иначе относящиеся к вычислительным машинам: как абстрактные, вроде анализа алгоритмов, так и довольно конкретные, например, разработка языков программирования.
Отдельной наукой информатика была признана лишь в 1970-х; до этого она развивалась в составе математики, электроники и других технических наук. С момента своего признания отдельной наукой информатика разработала собственные методы и терминологию.
Первый факультет информатики был основан в 1962году в университетеПёрдью (Purdue University). Сегодня факультеты и кафедры информатики имеются в большинстве университетов мира.
Существует много определений информатики. Одно из них такое.
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 определения следует, что предмет информатики составляют:
аппаратное обеспечение вычислительной системы1;
программное обеспечение вычислительной системы;
средства взаимодействия аппаратного обеспечения;
средства взаимодействия программного обеспечения;
средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;
средства взаимодействия человека с аппаратным и программным обеспечением.
Средства взаимодействия, сопряжения между действующими объектами вычислительной системы занимают особое место в информатике.
Интерфейсом называется совокупность аппаратных и программных средств, используемых для создания связи, сопряжения между взаимодействующими объектами вычислительной системы.
Интерфейсом называется также и сам процесс взаимодействия, сопряжения, установления связи между действующими объектами.
Согласно п.п. 3, 4, 5, 6 (см. выше) интерфейс бывает аппаратный, программный, аппаратно-программный и пользовательский.
Слово интерфейс состоит из двух английских слов: inter – между, face – лицо, внешний вид. Буквально «между лицами». В одном из справочников по вычислительной технике дано определение интерфейса как «установление границ между взаимодействующими объектами».
2. Понятие информации и ее измерение Данные и информация
Понятие информация является одним из фундаментальных в современной науке и базовым для информатики. Дать точного определения информации нельзя, как нельзя дать определение точке в геометрии. В таких случаях пользуются понятиями. Наряду с такими понятиями, как вещество и энергия, пространство и время, оно составляет основу современной картины мира, ее относят к фундаментальным философским категориям.
В популярной или научной литературе нет (и быть не может) универсальных определений этих понятий. Можно говорить лишь о некоторых подходах, разделяемых или не разделяемых различными авторами.
Один из подходов такой. Материальный мир состоит из физических тел и полей. Они находятся в состоянии непрерывного движения и взаимодействия. Взаимодействие может происходить при непосредственном контакте или на расстоянии. Взаимодействия тел сопровождается изменением энергии, вызывает изменения физических свойств тел и полей.
Назовем данными зафиксированные изменения физических свойств тел и полей. Данные – объективны, так как несут в себе информацию о событиях, произошедших в материальном мире.
Для того чтобы извлечь информацию из данных, необходимо наличие адекватного (соответствующего) метода, с помощью которого следует обработать данные. В отличие от данных метод всегда субъективен, т.к. он придумывается, разрабатывается человеком. Поэтому информация есть продукт взаимодействия данных и адекватных им методов. Информация появляется именно в момент такой обработки, взаимодействия данных и методов.
Из всего этого следует, что информация всегда хранится в виде данных. Но иногда понятие данные подменяется понятием информация. И еще одно замечание. Понятие данные тесно связано с процессом кодирования информации. Можно еще сказать, что данные – это закодированная информация.
Информацию следует считать особым видом ресурса, т.е. запаса некоторых сведений об объекте. Однако, в отличие от материальных ресурсов, информация является неистощимым ресурсом и предполагает существенно иные методы воспроизведения и обновления.
Понятие информации многозначно.
В философском словаре говорится, что информация (лат. informatio — разъяснение, изложение) — это, во-первых, некоторые сведения, совокупность каких-либо данных, знаний; во-вторых — одно из основных понятий кибернетики.
В неживой природе понятие информации связывают с понятием отражения, отображения.
В быту под информацией понимают сведения, которые нас интересуют. Информация для человека — это знания, которые он получает из различных источников. С помощью всех своих органов чувств человек получает информацию из внешнего мира.
В лингвистике под информацией понимают не любые сообщения, а только те из них, которые обладают новизной или полезностью, т.е. учитывается смысл сообщения.
Под информацией в технике понимают сообщения, передаваемые в форме знаков или сигналов.
В теории связи под информацией принято понимать любую последовательность символов, не учитывая их смысл.
В теории информации под информацией понимают не любые сведения, а лишь те, которые снимают полностью или уменьшают существующую до их получения неопределенность. По определению К. Шеннона, информация — это снятая неопределенность.
Под информацией в кибернетике понимается любая совокупность сигналов, воздействий или сведений, которые некоторая система воспринимает от окружающей среды (входная информация), выдает в окружающую среду (выходная информация) или, наконец, хранит в себе (внутренняя, внутрисистемная информация).
Еще один подход к определению информации такой: средства вычислительной техники обладают способностью обрабатывать информацию автоматически, без участия человека, и ни о каком знании или незнании здесь речь идти не может. Эти средства могут работать с искусственной, абстрактной и даже ложной информацией, не имеющей объективного отражения ни в природе, ни в обществе.