Перечень контрольных вопросов для подготовки к итоговой аттестации по дисциплине «Информатика»

1. Информатика: предмет и задачи. Появление и развитие информатики. Структура информатики как отрасли экономики, как фундаментальной науки, как прикладной дисциплины. Лекция 1.

Информатика – это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров и их взаимодействием со средой применения. Термин возник в 60гг во Франции для названия отрасли, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью ЭВМ. Образован от information и automatique, означает «информационная автоматика» или «автоматизированная переработка информации». Выделение в отдельную область произошло из-за роста компьютерной базы и привело ко второй электронной революции. Микропроцессоры, интегральные схемы, процессы обработки и передачи данных – сегодня информатика. Также нацелена на разработку и построение информационных моделей.

Структура: hardware, software, brainware(алгоритмические средства)

Как отрасль народного хозяйства: производство техсредств, программных продуктов, разработка технологий передачи данных. От информатики зависит рост производительности труда.

Фундаментальная наука: методы создания информационного обеспечения, теория информационных систем и технологий, разработка сетевой структуры, компьютерно-интегрированные производства, экономическая и медицинская информатика, информатика социального страхования и окружающей среды, профессиональные информационные системы

Прикладная: изучение закономерностей в инфпроцессах, создание информационных моделей коммуникаций, разработка информационных систем и технологий, рекомендации.

• Расскажите о современном периоде развития цивилизации.

Современный период развития цивилизации характеризуется тем, что человечество переходит от индустриального общества к информационному. Основным перерабатываемым «сырьем» становится информация, а физический труд в большей степени замещается интеллектуальным. Ведущие страны мира делают ставку на разработку и производство ин­формации, а сфера информационных технологий является одной из самых прибыльных и стремительно растущих отраслей.

• В чем проявляется информационный кризис?

Бурный рост объёма человеческих знаний(«информационный взрыв»). До середины второго тысячелетия объём знаний рос медленно. Затем процесс получения новых знаний получил заметное ускоре­ние, и считается, что к началу XIX века эта сумма удваивалась каждые 50 лет, к середине XX века – уже каждые 10 лет, к 1970 году — каждые 5 лет, после 1990 года — еже­годно. Резкоувеличившийся поток информации не даёт нам возможности воспринять её в полной мере, ориентироваться всё труднее. Иногда проще создать новое, чем искать ранеесозданный аналог. ПК помогает воспринимать, систематизировать и хранить информацию

• Охарактеризуйте информационные ресурсы. Приведите примеры.

Информационные ресурсы – это отдельные документы и отдельные массивы документов в информационных системах (библиотеках, архивах, фондах, банках данных, других информационных системах). В массивах в различных формах представлены знания, которыми обладали люди, создавшие их. Таким образом, информационные ресурсы - это знания, подготовленные людьми для использования в социуме и зафиксированные на материальном носителе(в законе)

• В чем состоит процесс информатизации общества?

Информатизация общества – организованный процесс (социально-экономический и научно-технический) создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей граждан, работы органов власти и управления, организаций и общественных объединений на основе формирования и использования информационных ресурсов

• Дайте определение информационной культуры.

Информационная культура – умение целенаправленно работать с информацией и использовать для её получения, обработки и передачи компьютерную информационную технологию, современные технические средства и методы

• Объясните роль и назначение информатики.

Информатика – это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров и их взаимодействием со средой применения

2. Понятие об информации. Информация и данные. Свойства информации. Адекватность информации. Лекция 1.

Информация – сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся степень неопределенности, неполноту знаний о них. Данные – какие-либо записанные и неиспользуемые наблюдения, признаки. Если данные можно использовать в целях уменьшения неопределенности – это уже информация.

Адекватность – определенный уровень соответствия создаваемого полученной информацией образа реальному объекту, явлению, etc…

• В чем различие информации и данных?

• Сформулируйте определение информации.

• Что такое адекватность?

3. Формы адекватности и меры информации: классификация мер, формулы для вычисления количества информации и объема данных для синтаксической, семантической и прагматической мер информации. Лекция 1.

• В каких формах проявляется адекватность?

Синтаксическая адекватность. Она отображает формально-структурные характеристики информации и не затрагивает ее смыслового содержания. На синтаксическом уровне учитываются тип носителя и способ представления информации, скорость передачи и обработки, размеры кодов её представления, надежность и точность преобразования этих кодов и т. п. Информацию, рассматриваемую только с синтаксических позиций, обычно называют данными, т.к. при этом не имеет значения смысловая сторона.

Семантическая (смысловая) адекватность. Эта форма определяет степень соответствия образа объекта и самого объекта. Семантический аспект предполагает учет смыслового содержания информации. На этом уровне анализируются те сведения, которые отражает информация, рассматриваются смысловые связи. В информатике устанавливаются смысловые связи между кодами представления информации. Эта форма служит для формирования понятий и представлений, выявления смысла, содержания информации и ее обобщения.

Прагматическая (потребительская) адекватность отражает отношение информации и ее потребителя, соответствие информации цели управления, которая на ее основе реализуется. Прагматические свойства информации проявляются только при наличии единства информации (объекта), пользователя и цели управления. Прагматический аспект рассмотрения связан с ценностью, полезностью использования информации при выработке потребителем решения для достижения своей цели.

• Какие существуют меры информации?

• Расскажите о синтаксической, семантической, прагматической мерах информации.

Синтаксическая мера: объём данных V – количество символов в сообщении. Количество информации I_()=H()-H(), где H() – энтропия(мера недостающей информации). Бит(в bin), Дит(в Dec) –единицы измерения. Энтропия по формуле Шеннона - H() =  (где P_i - вероятность того, что система находится в i-м состоянии.)

N = mⁿ, где N - число всевозможных отображаемых состояний; m - основание системы счисления (разнообразие символов, применяемых в алфавите); n - число разрядов (символов) в сообщении.

Коэффициент (степень) информативности (лаконичность) Y=I / Vд где 0<Y<1

Семантическая мера: Тезаурус – совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система.

Коэффициент содержательности C = Ic / Vд

Прагматическая мера: полезность информации(ценность) для достижения пользователем поставленной цели. Эта мера также величина относительная, обусловленная особенностями использования этой информации в той или иной системе. Ценность информации целесообразно измерять в тех же самых единицах (или близких к ним), в которых измеряется целевая функция.

Полезность информации (ценность) I_n () = П(/) - П()

• Какие существуют показатели качества информации?

Показатели качества – репрезентативность, содержательность, достаточность, актуальность, своевременность, точность, достоверность, устойчивость

4. Системы счисления, используемые при работе с ЭВМ. Двоичная система счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую. Лекция 2.

Система счисления – способ наименования и изображения чисел с помощью символов, имеющих опр. количественные значения. Позиционные: с фиксированной, с плавающей запятой(нормальная для ЭВМ). Непозиционные(например римская)

Двоичная, восьмеричная, шестнадцатеричная, двоично-десятеричная.

5. Прямой, обратный, дополнительный коды чисел. Формы представления чисел в ЭВМ. Лекция 2.

• автоматически определяется знак результата;

• операция вычитания сводится к арифметическому сложению кодов чисел;

• упрощается операционная часть ЭВМ.

В ЭВМ используется прямой, обратный и дополнительный коды чисел. Знак “+” кодируется нулем (0), “-” - единицей (1), которые записываются в дополнительном старшем разряде - знаковом разряде.

Возьмем целое число С = + C_n C_n-1 C_n-2 ...C₁ C₀ .

1. Прямой код для целых чисел определяется:

.

Для отрицательных двоичных чисел имеем:

C = 2 +-C_n C_n-1 ...C₀ = 1.C_n C_n-1 ...C₀,

где точкой отделен знаковый разряд.

Таким образом, для получения прямого кода числа надо в знаковый разряд записать 0 для положительных и 1 для отрицательных чисел.

C = +10110, C_пр = 0.10110; C = -10110, C_пр = 1.10110.

Сложение в прямом коде не вызывает затруднений, когда у слагаемых одинаковые знаки: сложить модули и сумме присвоить знак слагаемых. При вычитании чисел в прямом коде нужно сначала определить больший модуль, от него отнять меньший и результату присвоить знак большего модуля.

2. Обратный код определяется:

.

Для отрицательных двоичных чисел имеем:

C_обр = 2ⁿ⁺² - 1 --C_n C_n-1 …C₀ = 11…1 – 0.C_n C_n-1…C₀= 1. _{n n-1}… _0,

где _I = 1 при C_i = 0 и _I = 0 при C_i = 1 .

Таким образом, для представления чисел в обратном коде надо в знаковый разряд записать 0 или 1, для отрицательных чисел в значащие разряды нужно записать дополнение модуля исходного числа до наибольшего числа без знака, помещающегося в данных разрядах. Для двоичной системы счисления последнее означает, что в случае отрицательных чисел для получения обратного кода надо значение разрядов инвертировать: вместо 0 записать 1, вместо 1 – 0.

C = +10110, C_обр = 0.10110; С = -10110, С_обр = 1.01001.

2. Дополнительный код чисел определяется:

.

При представлении двоичного отрицательного числа в дополнительном коде в знаковый разряд надо записать 1, а цифровую часть заменить дополнением числа до 2ⁿ⁺¹ .

Сравним выражения для представления обратного и дополнительного кода числа. Становится очевидно, что дополнительный код отрицательных чисел получается из обратного прибавлением единицы в младший разряд.

C_доп = С_обр +1, при С < 0 .

C = +10110, C_доп = 0.10110; С = -10110, С_доп = С_обр+1 = 1.01001+1 = 1.01010.

Как можно увидеть, при вычислениях в ЭВМ в прямом и обратном коде может получиться как положительный, так и отрицательный нуль (+0, -0).

(+0)_пр=0,00…0, (-0)_пр=1,00..0;

(+0)обр=0,00…0, (-0)_обр=1,11…1.

И только в дополнительном коде нуль представляется однозначно:

(+0)_доп = 0,00…0, (-0)_доп = 1,11…1+2^-m = 0.

Нетрудно доказать, что (по модулю):

• Обратный код от обратного кода дает прямой код числа.

• Дополнительный код от дополнительного кода дает прямой код числа.