1. . Понятие информации. Информационные процессы: получение, передача, преобразование, хранение и использование информации. Под информацией понимают сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний. Информация - некоторая последовательность символов, которые несут как вместе, так в отдельности некоторую смысловую нагрузку для исполнителя. Под информационным понимают процесс, связанный с определенными операциями над информацией, в ходе которого может измениться содержание информации или форма ее представления. В информатике к таким процессам относят получение, хранение, передачу, обработку, использование информации. Получение информации основано на отражении различных свойств объектов, явлений и процессов окружающей среды. В природе такого рода отражение выражается в восприятии с помощью органов чувств. Человек пошел дальше по этому пути и создал множество приборов, которые многократно усиливают природные способности к восприятию. Хранение информации имеет большое значение для многократного использования информации, передачи информации во времени. С точки зрения человека, различная информация, в зависимости от степени ее важности и ценности, может иметь разное по длительности время хранения. Некоторую информацию он хранит в течение всей жизни (а может и передать потомкам), другую же — от нескольких секунд до нескольких дней. Память человека не способна хранить всю получаемую информацию (следует иметь в виду, что получение информации не прекращается ни на секунду). Для долговременного хранения используются книги, в настоящее время — компьютерные носители внешней памяти и др. Следует заметить, что информация чаще всего хранится для неоднократной дальнейшей работы с ней. В этом случае для ускорения поиска информация должна быть тем или иным образом упорядочена. В библиотеках это картотеки, при хранении с использованием компьютера — базы данных, информационно-поисковые системы и т.д., в простейшем случае — размещение информации в определенных папках. При указанных способах хранения информация хранится в знаковой форме. Передача информации необходима для того или иного ее распространения. Для передачи информации с помощью технических средств необходимо кодирующее устройство, предназначенное для преобразования исходного сообщения источника информации к виду, удобному для передачи, и декодирующее устройство, необходимое для преобразования кодированного сообщения в исходное. При передаче информации необходимо учитывать тот факт, что информация при этом может теряться или искажаться, т.е. присутствуют помехи. Для нейтрализации помех при передаче информации зачастую используют помехоустойчивый избыточный код, который позволяет восстановить исходную информацию даже в случае некоторого искажения. Другой случай — преднамеренное искажение информации злоумышленниками. На этот счет тоже предусмотрены свои средства. Существует специальная наука, которая разрабатывает способы защиты информации, — криптология. Основными устройствами для быстрой передачи информации на большие расстояния в настоящее время являются телеграф, радио, телефон, телевизионный передатчик, телекоммуникационные сети на базе вычислительных систем. Обработка информации подразумевает преобразование ее к виду, отличному от исходной формы или содержания информации. Процесс изменения информации может включать в себя, например, такие действия: численные расчеты, редактирование, упорядочивание, обобщение, систематизация и т.д. Примеры изменения формы информации при обработке: перевод с одного языка на другой, двоичное кодирование изображения и т.д. Вообще чаще всего изменение формы информации предполагает наличие процесса кодирования и декодирования.

2. Примеры информационных процессов в природе, обществе, технике. Даже простейшие одноклеточные организмы постоянно воспринимают и используют информацию, например, о температуре и химическом составе среды для выбора наиболее благоприятных условий существования. Живые существа способны не только воспринимать информацию из окружающей среды с помощью органов чувств, но и обмениваться ею между собой. Человек также воспринимает информацию с помощью органов чувств,а для обмена информацией между людьми используются языки.Информационные процессы характерны не только для живой природы, человека, общества. Человечеством созданы технические устройства — автоматы,работа которых также связана с процессами получения, передачи и хранения информации. Например, автоматическое устройство, называемое термостатом, воспринимает информацию о температуре помещения и в зависимости от заданного человеком температурного режима включает или отключает отопительные приборы. Деятельность человека,связанную с процессами получения,преобразования, накопления и передачи информации, называют информационной деятельностью. Тысячелетиями предметами труда людей были материальные объекты. Все орудия труда от каменного топора до первой паровой машины, электромотора или токарного станка были связаны с обработкой вещества, использованием и преобразованием энергии. Вместе с тем человечеству пришлось решать задачи управления, задачи накопления, обработки и передачи информации, опыта, знания, возникают группы людей, чья профессия связана исключительно с информационной деятельностью. В древности это были, например, военачальники, жрецы, летописцы, затем — ученые и т. д. Однако число людей, которые могли воспользоваться информацией из письменных источников, было ничтожно мало. Во-первых, грамотность была привилегией крайне ограниченного круга лиц и, во-вторых, древние рукописи создавались в единичных (иногда единственных) экземплярах. Новой эрой в развитии обмена информацией стало изобретение книгопечатания. Благодаря печатному станку, созданному И. Гутенбергом в 1440 году, знания, информация стали широко тиражируемыми, доступными многим людям. Это послужило мощным стимулом для увеличения грамотности населения, развития образования, науки, производства. По мере развития общества постоянно расширялся круг людей, чья профессиональная деятельность была связана с обработкой и накоплением информации. Постоянно рос и объем человеческих знаний, опыта, а вместе с ним количество книг, рукописей и других письменных документов. Появилась необходимость создания специальных хранилищ этих документов — библиотек, архивов. Информацию, содержащуюся в книгах и других документах, необходимо было не просто хранить, а упорядочивать, систематизировать. Так возникли библиотечные классификаторы, предметные и алфавитные каталоги и другие средства систематизации книг и документов, появились профессии библиотекаря, архивариуса. В результате научно-технического прогресса человечество создавало все новые средства и способы сбора, хранения, передачи информации. Но важнейшее в информационных процессах — обработка, целенаправленное преобразование информации осуществлялось до недавнего времени исключительно человеком. Вместе с тем постоянное совершенствование техники, производства привело к резкому возрастанию объема информации, с которой приходится оперировать человеку в процессе его профессиональной деятельности.

3. 4. История развития ЭВМ. Поколения ЭВМ. Компьютеры первого поколения. Первое поколение (1945-1954) - компьютеры на электронных лампах.Большинство машин первого поколения были экспериментальными устройствами и строились с целью проверки тех или иных теоретических положений. Основоположниками компьютерной науки по праву считаются Клод Шеннон - создатель теории информации, Алан Тьюринг - математик, разработавший теорию программ и алгоритмов.В те же годы возникла еще одна новая наука, связанная с информатикой, - кибернетика. Основателем кибернетики является американский математик Норберт Винер.Компьютеры второго поколения. Во втором поколении компьютеров (1955-1964) вместо электронных ламп использовались транзисторы.Все это позволило резко уменьшить габариты и стоимость компьютеров,которые тогда впервые стали строиться на продажу. Но главные достижения этой эпохи принадлежат к области программ.На втором поколении компьютеров впервые появилось то, что сегодня называется операционной системой. Тогда же были разработаны первые языки высокого уровня - Фортран, Алгол, Кобол. также, расширялась и сфера применения компьютеров.Теперь уже не только ученые могли рассчитывать на доступ к вычислительной технике. В третьем поколении ЭВМ (1965-1974) впервые стали использоваться интегральные схемы - целые устройства и узлы из десятков и сотен транзисторов, выполненные на одном кристалле полупроводника.В это же время появляется полупроводниковая память, которая и по всей день используется в персональных компьютерах в качестве оперативной. В эти годы производство компьютеров приобретает промышленный размахЕще в начале 60-х появляются первые миникомпьютеры - небольшие маломощные компьютеры, доступные по цене небольшим фирмам или лабораториям.Между тем количество элементов и соединений между ними, умещающихся в одной микросхеме, постоянно рослоК сожалению, дальше стройная картина смены поколений нарушается. Обычно считается, что период с 1975 по 1985 гг. принадлежит компьютерам четвертого поколения. Однако есть и другое мнение - многие полагают, что достижения этого периода не настолько велики, чтобы считать его равноправным поколением. начиная с середины 70-х все меньше становится принципиальных новаций в компьютерной науке. Прогресс идет в основном по пути развития того, что уже изобретено и придумано, - прежде всего за счет повышения мощности и миниатюризации элементной базы и самих компьютеров. И, конечно же, самое главное - что с начала 80-х, благодаря появлению персональных компьютеров, вычислительная техника становится по-настоящему массовой и общедоступной Компьютеры пятого поколения. Основные требования к компьютерам 5-го поколения: Создание развитого человеко-машинного интерфейса (распознавание речи, образов); Развитие логического программирования для создания баз знаний и систем искусственного интеллекта; Создание новых технологий в производстве вычислительной техники; Создание новых архитектур компьютеров и вычислительных комплексов. Новые технические возможности вычислительной техники должны были расширить круг решаемых задач и позволить перейти к задачам создания искусственного интеллекта. В качестве одной из необходимых для создания искусственного интеллекта составляющих являются базы знаний (базы данных) по различным направлениям науки и техники. Для создания и использования баз данных требуется высокое быстродействие вычислительной системы и большой объем памяти. Универсальные компьютеры способны производить высокоскоростные вычисления, но не пригодны для выполнения с высокой скоростью операций сравнения и сортировки больших объемов записей, хранящихся обычно на магнитных дисках. Для создания программ, обеспечивающих заполнение, обновление баз данных и работу с ними, были созданы специальные объектно-ориентированные и логические языки программирования, обеспечивающие наибольшие возможности по сравнению с обычными процедурными языками. Структура этих языков требует перехода от традиционной фон-неймановской архитектуры компьютера к архитектурам, учитывающим требования задач создания искусственного интеллекта.

5. Информационная культура человека. Понятие информационного общества. Характерные черты информационного общества. Информационная культура -- умение целенаправленно работать с информацией и использовать для ее получения, обработки и передачи компьютерную информационную технологию, современные технические средства и методы. Информационное общество – общество, в котором большинство работающих занято производством, хранением, переработкой, продажей и обменом информацией. Характерные черты информационного общества: - решена проблема информационного кризиса -обеспечен приоритет информации по сравнению с другими ресурсами -главной формой развития станет информационная экономика -в основу общества будут заложены генерация, хранение, обработка… -информационные технологии охватывают все сферы социальной деятельности человека. - с помощью средств информатики реализован свободный доступ каждого человека к информации всей цивилизации.

6. Язык как способ представления информации. Естественные языки. Формальные языки.

Язык является знаковой системой, соответственно в нем имеется набор знаков и список правил для работы с ними. Правила описывают способы составления из элементарных, основных знаков более сложных конструкций. Языки делятся на естественные (русский, английский, китайский и др.) и формальные (азбука Морзе, языки программирования , язык математики и др.). Естественные языки складываются и развиваются стихийным образом, хотя и по некоторым законам. Правила оперирования со знаками в них очень сложны и неоднозначны. Большая часть этих правил имеет исключения. Формальные языки создаются людьми. Такие языки имеют ограниченный набор строгих правил. Для записи знаков естественных языков применяют знаки письменности (но существуют и бесписьменные языки). Наиболее привычные нам языки имеют письменность, алфавит которых состоит из букв, при этом кодируются звуки речи. Такие алфавиты называются фонетические. Некоторые языки кодируют целые слоги, такая система письменности, например, принята в японском, корейском, языке хинди. В китайской, древнеегипетской и письменностях некоторых других языков при записи кодировались целые слова. Картинки, изображающие слова в таких системах письменности, называются иероглифами. Считается, что все современные буквенные алфавиты произошли от еврейско-финикийского иероглифического алфавита. Постепенно рисунками стали обозначать не целые предметы и понятия, а отдельные слоги и звуки. Каждое слово обозначалось набором рисунков. Рисунки же упрощались до современных букв. Формальные языки создавались людьми с определенными целями. Поэтому уже при создании в них заложены строгие однозначные правила и ограниченный словарь. Для записи формальных языков используются самые разнообразные способы: ноты в нотной записи, дорожные знаки, точки и тире в азбуке Морзе, цифры, буквы и знаки математических операций в языке математики. Для многих формальных языков используется конкретный набор слов из естественных языков. При этом их смысл заранее однозначно определен, обычно он более узкий по сравнению с исходным. Кодирование информации – это процесс преобразования информации из одной формы представления (знаковой системы) в другую. Перевод с одного языка на другой, шифровка и т.п. – примеры кодирования. В природе кодирование информации используется при записи генетической информации. Это запись о строении и развитии живых организмов, которая передается по наследству. Генетическая информация хранится в клетках организмов в структуре молекул ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты). Молекулы ДНК состоят из четырех различных составляющих (нуклеотидов), которые образуют генетический алфавит. Различные последовательности нуклеотидов образуют «слова» и «тексты». Длина таких последовательностей зависит от типа организма. Например, у человека молекула ДНК включает в себя около трех миллиардов нуклеотидов.

7. Информация. Вероятностный подход к измерению количества информации. Количество информации можно рассматривать как ме­ру уменьшения неопределённости знания при получении информационных сообщений. За единицу количества информации принимается такое количество ин­формации, которое содержится в информационном сообщении, уменьша­ющем неопределённость знания в два раза. Такая единица названа битом.

Пусть N — общее число возможных исходов какого-то процесса, и из них интересующее нас событие может произойти K раз. Тогда вероят­ность этого события равна K/N. Вероятность выражается в долях едини­цы.

Количество информации для событий с различными вероятностями определяется по формуле:

I=Summa(p_i log₂ p_i),  i=1,2,…,N

где I – количество информации, N – количество возможных событий,  p_i – вероятности отдельных событий.

Если события равновероятны, то количество информации определяет­ся по формуле

I = log₂ N  (3)

или из уравнения

N = 2^I.  (4)