1. Определение информатики. Информация в современном обществе. Место информатики в системе наук.

Информатика – наука о методах и процессах сбора, хранения, обработки, передачи, анализа и оценки информации.

В современном обществе, информация помогает человеку правильно оценить происходящие события, принять обдуманное решение, найти наиболее удачный вариант своих действий.

Информатика включает в себя множество математических, ин­женерных и даже философских аспектов, благодаря которым она становится фундаментальной наукой, занимающейся «формализо­ванным» представлением информации, методами и средствами ее обработки.

2. Основные направления информатики. Предмет информатики.

К основным направлениям информатики относят: теоретическую информатику, кибернетику, программирование, искусственный интеллект, информационные системы, вычислительную технику, информатику в природе и обществе.

Предмет информатики как науки составляют: аппаратное обеспечение средств вычислительной техники; программное обеспечение средств вычислительной техники; средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения; средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.

3. Определение информации. Свойства информации.

Информация — сведения, воспринимаемые человеком или специальными устройствами как отражение фактов материального мира в процессе коммуникации

Свойства информации: объективность, достоверность, полнота, точность, актуальность, полезность, ценность, своевременность, понятность, доступность и краткость.

4. Меры информации. Объем данных и количество информации. Алфавитный подход.

Меры информации:

• Синтаксическая. Ед/изм – объем данных V_{д ,} количество информации I

• Семантическая. Ед/изм – содержание информации S, тезаурус пользователя S_p , количество сем.информации I_c.

Тезаурус - это совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система

• Прагматическая. Ед/изм – ценность использования.

• Алгоритмическая. Ед/изм – число внутренних состояний машины.

Количество информации – отношения количества информации в одном объекте к другому.

Находится по формуле: где:  x и y – случайные величины. H – энтропия.

Алфавитный подход – количество информации измеряется по формуле Хартли.

Имеется алфавит А, из букв которого составляется сообщение n – длины:

Количество возможных вариантов разных сообщений:

где I — количество информации, бит

5. Меры информации. Количество информации. Вероятностный подход.

Меры информации:

• Синтаксическая. Ед/изм – объем данных V_{д ,} количество информации I

• Семантическая. Ед/изм – содержание информации S, тезаурус пользователя S_p , количество сем.информации I_c.

Тезаурус - это совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система

• Прагматическая. Ед/изм – ценность использования.

• Алгоритмическая. Ед/изм – число внутренних состояний машины.

Количество информации – отношения количества информации в одном объекте к другому.

Находится по формуле: где:  x и y – случайные величины. H – энтропия.

Вероятностный подход: Все события происходят с различной вероятностью, но  зависимость между вероятностью событий и количеством информации, полученной при совершении того или иного события можно выразить формулой которую предложил  Шеннон.

Формула: где: I - количество информации; N - количество возможных _ событий; р_i - вероятность i-го события.

6. Непрерывная и дискретная информация.

Дискретная информация – изменяется во времени прерывисто. Непрерывная информация – изменяется постоянно.

7. Кодирование информации. Алгоритм Хаффмана.

Кодирование - это представление информации в той или иной стандартной форме. 

Существует три основных способа кодирования текстовой информации:      1. Графический – с помощью специальных рисунков или значков, например, флажковая азбука, азбука Морзе.     2. Числовой – с помощью чисел, где каждая буква заменяется числом.      3. Символьный – с помощью символов того же алфавита, что и исходный текст .

Алгоритм Хаффмана — алгоритм оптимального префиксного кодирования алфавита.

Алгоритм выглядит следующим образом:

1. Составим список кодируемых символов (при этом будем рассматривать каждый символ как одноэлементное бинарное дерево, вес которого равен весу символа).

2. Из списка выберем 2 узла с наименьшим весом.

3. Сформируем новый узел и присоединим к нему, в качестве дочерних, два узла выбранных из списка. При этом вес сформированного узла положим равным сумме весов дочерних узлов.

4. Добавим сформированный узел к списку.

5. Если в списке больше одного узла, то повторить 2-5.

8. Способы представления чисел. Естественная и нормальная форма.

В вычислительных машинах применяются две формы представления чисел:

• естественная форма или форма с фиксированной запятой (точкой);

• нормальная форма или форма с плавающей запятой (точкой);

Естественная - форма с фиксированной запятой, в такой форме кол-во разрядов целой и дробной части константно (например, 000,54353).

Нормальная - форма с плавающей запятой, в такой форме кол-во разрядов может варьироваться в памяти ЭВМ представляется в виде мантисы(M), порядка(K), знака и системы счисления(P) .

9. Цифровое представление текстовых(символьных) данных.

Цифровое представление текстовых(символьных) данных.

Представление текстовой информации цифровом виде осуществляется с помощью стандартов кодирования текста и текстовых форматов. В качестве стандартов кодирования символов используются ASCII, ANSI, UNICODE.

Представление символов в цифровом виде базируется на таблицах кодов, в которых каждому из отображаемых на экране символов соответствует код от 0 до 255.

10. Цифровое представление графической информации.

Существует два вида цифрового представления графической информации - растровый и векторный.

Растровый вид цифрового представления – представление изображений в виде сетки пикселей (точек на экране), имеющих свой цвет (каждый пиксель представляется как 3 байта – комбинации красного, зеленого и синего цветов, так же иногда хранится 4ый байт – прозрачность пикселя).

Векторный вид цифрового представления – представление изображений в виде дуг, отрезков, кругов и др. геометрических фигур, хранящихся в памяти компьютера как позиции вершин на экране.

11. Система счисления. Позиционные и непозиционные системы счисления.

Система счисления - это способ записи чисел с помощью заданного набора специальных знаков (цифр).

Запись числа в некоторой системе счисления называется кодом числа.

Отдельную позицию в изображении числа принято называть разрядом, а номер позиции - номером разряда. Число разрядов в записи числа называется разрядностью и совпадает с его длиной.

Существуют системы позиционные и непозиционные.

В непозиционных системах счисления вес цифры не зависит от позиции, которую она занимает в числе. Так, например, в римской системе счисления в числе XXXII (тридцать два) вес цифры X в любой позиции равен просто десяти.

В позиционных системах счисления вес каждой цифры изменяется в зависимости от ее позиции в последовательности цифр, изображающих число.  Любая позиционная система характеризуется своим основанием.  Основание позиционной системы счисления - это количество различных знаков или символов, используемых для изображения цифр в данной системе.  За основание можно принять любое натуральное число - два, три, четыре, шестнадцать и т.д. Следовательно, возможно бесконечное множество позиционных систем.

Примеры позиционной системы счисления - двоичная, десятичная, восьмеричная, шестнадцатеричная системы счисления и т. д.