Билет 1

1. Информация. Данные и информация. Информационный процесс и ресурсы.

Информация – содержание сообщения, сигнала, памяти, а также сведения, содержащиеся в сообщении, сигнале или памяти.

Информация – это знания, которые человек получает в общении с природой и обществом и с помощью своих органов чувств.

Информация может создаваться, храниться, передаваться, обрабатываться.

Информация передается в виде сигналов.

Информация хранится в виде кодов. Перед сохранением она должна быть закодирована.

Информация бывает аналоговой и цифровой.

Примеры аналоговых устройств: телевизор, проигрыватель, телефон.

Информация может хранится в оперативной памяти, на ГМД и жестких магнитных дисках (винчестерах).

Информация, хранящаяся в компьютере, называется данными.

Информация хранится файлами. . Размер каждого сектора стандартен и равен 512 байтов.

Обрабатываемая компьютером информация хранится в его оперативной памяти (RAM).

Информация всегда связана с материальным носителем, а ее передача с затратами энергии.

Информационные процессы – процессы передачи, хранения и переработки информации.

Информацию можно хранить на бумаге, на фотопленке, на магнитной ленте, магнитном диске.

Когда информация представлена в виде, пригодном для автоматической обработки, ее называют словом "данные".

Чтобы компьютер различал, где данные, а где заголовок, то заголовок и данные должны иметь строг определенный формат.

Чтобы процессор реже обращался к RAM, внутри него создают относительно небольшой участок памяти размером 256 или 512 Кбайт. Эта сверхоперативная память получила название «Кэш».

1. Хранение часто используемых данных в КЭШе называется кэшированием данных.

2. Отложенная запись – накопление результатов расчета в КЭШе а затем запись всего в память одним приемом. Недостаток: сбой в работе приводит к потере данных.

3. Непосредственная запись – данные записываются в RAM одновременно с записью в КЭШ.

Билет 2

2. Свойства информации. Операции с данными.

Свойства информации

1. Адекватность – степень соответствия информации, полученной потребителем тому, что автор вложил в содержание.

2. Достоверность – соответствие объективной реальности;

3. Полнота – достаточность для принятия решения;

4. Избыточность

5. Объективность и субъективность

6. Доступность

7. Актуальность

Операции с данными

1. Сбор данных;

2. Формализация данных – приведение данных к одинаковой форме;

3. Фильтрация данных – отсеивание лишних данных;

4. Сортировка данных – упорядочивание данных по заданному признаку;

5. Группировка данных – объединение данных по заданному признаку;

6. Архивация данных – организация хранения данных;

7. Защита данных

8. Транспортировка данных – Источник информации – сервер; Потребитель – клиент.

9. Преобразование данных.

Билет 3

3. Системы счисления. Позиционные системы. Двоичная, восьмеричная, десятичная, шестнадцатеричная системы счисления. Алгоритмы перевода из 2,8,16-ой в 10-ую. Из 10-ой в 2-ую.

Системой счисления называют совокупность символов (цифр) и правил их использования для представления чисел.

Примеры перевода

1)из 6-й в 10-ю

32542₆ = 3^.6⁴ +2^.6³ + 5^.6² + 4^.6¹ + 2^.6⁰ = 3^.1296 + 2^.216 + 5^.36 + 4^.6 + 2 = 3888 + 432 + 180 + 24 + 2 = 4526

2) Пусть нужно перевести число 2000 в восьмеричную систему счисления.

Действуем так:

2000 : 8 = 250 (ост. 0) 250 : 8 = 31 (ост. 2) 31 : 8 = 3 (ост. 7) 3 : 8 = 0 (ост. 3)

Теперь запишем все остатки, не забывая о нулевых, с последнего до первого⁴:

3720

Это и будет искомое представление.

200010 = 3720₈.

Десятеричная система счисления

унарная² система записи, при которой числа обозначались соответствующим количеством черточек (или засечек на деревяшке).

в позиционных системах счисления значение цифры зависит от ее позиции (места) в числе

444 = 4^.100 + 4^.10 + 4^.1.

444 = 4^.10² + 4^.10¹ + 4^.10⁰.

N = a₂^.10² + a₁^.10¹ + a₀^.10⁰.

Число 10, степени которого используются в этой формуле (и именно столько разных цифр есть в десятичной системе), называют основанием системы счисления, а степени десятки -- весами разрядов.

В общем случае, если основание системы счисления равно p, число, записанное в этой системе, можно представить в виде:

N = a_ipⁱ + ... + a₂p² + a₁p¹ + a₀p⁰, [1]

причем каждый из коэффициентов-цифр должен быть меньше p.

Двоичная система счисления

2 9 : 2 = 14 + 1

1 4 : 2 = 7 + 0

7 : 2 = 3 + 1

3 : 2 = 1 + 1

1

1

1

0

1

1 = 1

Двоичная система исчисления является позиционной.

459 = 4*10² + 5*10¹ + 9*10⁰

1011.  одна единица, одна двойка, нуль 4 и одна восьмерка

1*2⁰ + 1*2¹ + 0*2² + 1*2³ = 11

Шестнадцатеричная система

Шестнадцатеричный код используется для упрощения записи двоичных чисел

Преимущества шестнадцатеричной системы:

Для перевода двоичных чисел в шестнадцатеричные, необходимо разделить двоичное число на 4х битовые группы, а затем каждую из таких групп представить одной шестнадцатеричной цифрой.

1. экономичный способ записи больших двоичных чисел

2. простота перевода из шестнадцатеричной системы в двоичную и обратно.

Для перевода двоичных чисел в шестнадцатеричные, необходимо разделить двоичное число на 4х битовые группы, а затем каждую из таких групп представить одной шестнадцатеричной цифрой.

Пример 1

Перевести 21₁₀  21₂  21₁₆

21 : 2 = 10 + 1

10 : 2 = 5 + 0

5 : 2 = 2 + 1

2 : 2 = 1 + 0

1 = 1

0001 0101  15h

Пример 2

Число 1F_h перевести в десятичную систему.

1  0001

F  1111

0001 1111  1+2+4+8+16 = 31;

Десятичная	Двоичная	Шестнадцатеричная
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15	0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

Билет 4

4. Булева алгебра. Основные логические операции (отрицание, конъюнкция, дизъюнкция, логические выражения). Таблица истинности.

Логической операцией называется способ построения сложного высказывания из элементарных высказываний, при котором истинностное значение сложного высказывания полностью определяется истинностными значениями исходных высказываний (см. статью “Высказывания. Логические значения”)

Конъюнкция — логическая операция, ставящая в соответствие каждым двум элементарным высказываниям новое высказывание, являющееся истинным тогда и только тогда, когда оба исходных высказывания истинны⁷. Логическая операция конъюнкция определяется следующей таблицей истинности:

Рассмотрим два высказывания: p = “Завтра будет мороз” и q = “Завтра будет идти снег”. Очевидно, новое высказывание p & q = “Завтра будет мороз, и завтра будет идти снег” истинно только в том случае, когда одновременно истинны высказывания p и q, а именно, что завтра будет и мороз и снег. Высказывание p & q будет ложно во всех остальных случаях: будет идти снег, но будет оттепель (т.е. не будет мороза); мороз будет, а снег не будет идти; не будет мороза, и снег не будет идти.

Дизъюнкция — логическая операция, ставящая в соответствие каждым двум элементарным высказываниям новое высказывание, являющееся ложным тогда и только тогда, когда оба исходных высказывания ложны, и истинным, когда хотя бы одно из двух образующих его высказываний истинно⁸. Логическая операция дизъюнкция определяется следующей таблицей истинности:

Рассмотрим два высказывания: p = “Колумб был в Индии” и q = “Колумб был в Египте”. Очевидно, что новое высказывание p q = “Колумб был в Индии или был в Египте” истинно как в случае, если Колумб был в Индии, но не был в Египте, так и в случае, если он не был в Индии, но был в Египте, а также в случае, если он был и в Индии, и в Египте. Но это высказывание будет ложно, если Колумб не был ни в Индии, ни в Египте.

Союз “или” может применяться в речи и в другом, “исключающем” смысле. Тогда он соответствует другому высказыванию — разделительной, или строгой, дизъюнкции.

Строгая, или разделительная, дизъюнкция — логическая операция, ставящая в соответствие двум элементарным высказываниям новое высказывание, являющееся истинным только тогда, когда только одно из высказываний является истинным. Логическая операция разделительная дизъюнкция определяется следующей таблицей истинности:

Рассмотрим два высказывания: p = “Кошка охотится за мышами” и q = “Кошка спит на диване”. Очевидно, что новое высказывание p q истинно только в двух случаях — когда кошка охотится за мышами либо когда кошка мирно спит. Это высказывание будет ложно, если кошка не делает ни того, ни другого, т.е. когда оба события не происходят. Но это высказывание будет ложным и тогда, когда предполагается, что оба высказывания произойдут одновременно. В силу того, что этого произойти не может, высказывание и является ложным.

В логике связкам “либо” и “или” придается разное значение, однако в русском языке связку “или” иногда употребляют вместо связки “либо”. В этих случаях однозначность определения используемой логической операции связана с анализом содержания высказывания. Например, анализ высказывания “Петя сидит на трибуне А либо на трибуне Б” заменить на “Петя сидит на трибуне А или Б”, то анализ последнего высказывания однозначно укажет на логическую операцию разделительная дизъюнкция, т.к. человек не может находиться в двух разных местах одновременно.

Импликация — логическая операция, ставящая в соответствие каждым двум элементарным высказываниям новое высказывание, являющееся ложным тогда и только тогда, когда условие (посылка) — истинно, а следствие (заключение) — ложно. Подавляющее число зависимостей между событиями можно описать с помощью импликации. Например, высказыванием “Если на каникулах мы поедем в Петербург, то посетим Исаакиевский собор” мы утверждаем, что в случае приезда на каникулах в Петербург Исаакиевский собор мы посетим обязательно.

Логическая операция импликация задается следующей таблицей истинности:

Импликация будет ложной только тогда, когда посылка истинна, а заключение ложно, и она заведомо будет истинна, если ее условие p ложно. Причем для математика это вполне естественно. В самом деле, исходя из ложной посылки, можно путем верных рассуждений получить как истинное, так и ложное утверждение.

Допустим, 1 = 2, тогда и 2 = 1. Складывая эти равенства, мы получим 3 = 3, т.е. из ложной посылки путем тождественных преобразований мы получили истинное высказывание.

Импликация, образованная из высказываний А и В, может быть записана при помощи следующих предложений: “Если А, то В”, “Из А следует В”, “А влечет В”, “Для того чтобы А, необходимо, чтобы В”, “Для того чтобы В, достаточно, чтобы А”.

Отрицание — логическая операция, которая каждому элементарному высказыванию ставит в соответствие новое высказывание, значение которого противоположно исходному. Логическая операция отрицание задается следующей таблицей истинности:

В русском языке для построения отрицания используется связка “неверно, что …”. Хотя связка “неверно, что …” и не связывает двух каких-либо высказываний в одно, она трактуется логиками как логическая операция, поскольку, поставленная перед произвольным высказыванием, образует из него новое.

Отрицанием высказывания “У меня дома есть компьютер” будет высказывание “Неверно, что у меня дома есть компьютер” или, что в русском языке то же самое, “У меня дома нет компьютера”. Отрицанием высказывания “Я не знаю китайского языка” будет высказывание “Неверно, что я не знаю китайского языка” или, что в русском языке одно и то же, “Я знаю китайский язык”.

логическое выражение

Здесь B — логическое выражение, а S — произвольный оператор. Оператор S будет выполняться, если выражение B окажется истинным.

Билет 5

5. Кодирование. ASCII код и UNICODE. Основные структуры данных.