В-1 Понятие информации. Свойства информации. Классификация информации.

Существует 2 подхода к определению информации:

Традиционный - в информатике . Информация- это сведения, знания, сообщения о положении дел, которые человек воспринимает из окружающего мира посредством органов восприятия.

Вероятностный - в теории об информации. Информация - это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их свойствах и состоянии ,независимо от формы их предоставления, которые уменьшают степень неопределенности и неполноты знаний.

Основные свойства информации:

1. Объективность - не зависит ни от какого мнения;

2. достоверность;

3. Полнота - достаточна для принятия решения;

4. Актуальность - достоверна в настоящий момент времени;

5. адекватность

6. эмоциональность

7. точность

8. Ценность (полезность) - нужна для принятия правильного решения;

9. Понятность - доступна для потребителя.

Информация обладает еще следующими свойствами:

1. Атрибутивные – дискретность ( сохранение информации частями), непрерывность ( накопление информации)

2. Динамические: - копирование

- передача от источника к потребителю;

- перевод с одного языка на другой;

- перенос на другой носитель;

- старение.

3. Практические – информационный объем и плотность.

Классификация информации:

1. по способу восприятия

визуальная

аудиальная

тактильная

вкусовая

обонятельная

2. по форме представления

текстовая

числовая

графическая

звуковая

3. по предназначению

личная (знания, умения)

массовая

специальная (научная, производственная)

4. по назначению

экономическая

техническая

социальная

правовая

организационная и др.

В-2 Единицы измерения количества информации

В качестве единицы информации условились принять один бит (ввел Клод Шеннон).

Бит - единица информации, представляющая собой двоичный разряд, который может принимать значение 0 или 1.

Байт - восемь последовательных битов..

Производные единицы информации:

1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 210 байт,

1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 220 байт,

1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230 байт.

1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 240 байт,

1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 250 байт.

В-3 Кодирование информации (текста, графики, звуковой информации)

Современный компьютер может обрабатывать числовую, текстовую, графическую, звуковую и видеоинформацию. Все эти виды информации в компьютере представлены в двоичном коде, т. е. используется алфавит мощностью два (всего два символа 0 и 1). Связано это с тем, что удобно представлять информацию в виде последовательности электрических импульсов: импульс отсутствует (0), импульс есть (1). Такое кодирование принято называть двоичным, а сами логические последовательности нулей и единиц - машинным языком. Таким образом, в ЭВМ реализуются два устойчивых состояния. Эти два устойчивых состояния информационной системы определяют единицу измерения информации, называемую БИТОМ. Для измерения больших объемов информации пользоваться битами неудобно. Поэтому применяются кратные биту единицы измерения информации:

Кодирование текстовой информации

В настоящее время большая часть пользователей при помощи компьютера обрабатывает текстовую информацию, которая состоит из символов: букв, цифр, знаков препинания и др. Традиционно для того чтобы закодировать один символ используют количество информации равное 1 байту, т. е. I = 1 байт = 8 бит. При помощи формулы, которая связывает между собой количество возможных событий К и количество информации I, можно вычислить сколько различных символов можно закодировать (считая, что символы - это возможные события):

   К = 2^I = 2⁸ = 256,

   т. е. для представления текстовой информации можно использовать алфавит мощностью 256 символов.

   Суть кодирования заключается в том, что каждому символу ставят в соответствие двоичный код от 00000000 до 11111111 или соответствующий ему десятичный код от 0 до 255.

   Необходимо помнить, что в настоящее время для кодировки русских букв используют пять различных кодовых таблиц (КОИ - 8, СР1251, СР866, Мас, ISO), причем тексты, закодированные при помощи одной таблицы не будут правильно отображаться в другой кодировке. Наглядно это можно представить в виде фрагмента объединенной таблицы кодировки символов.

   Одному и тому же двоичному коду ставится в соответствие различные символы.

Двоичный код	Десятичный код	КОИ8	СР1251	СР866	Мас	ISO
11000010	194	б	В	-	-	Т

   Впрочем, в большинстве случаев о перекодировке текстовых документов заботится на пользователь, а специальные программы - конверторы, которые встроены в приложения.

Кодирование графической информации

Графическую информацию можно представлять в двух формах:

-аналоговой ;

- дискретной.

Живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно - это пример аналогового представления, а изображение, напечатанное при помощи струйного принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета - это дискретное представление. Путем разбиения графического изображения (дискретизации) происходит преобразование графической информации из аналоговой формы в дискретную. При этом производится кодирование - присвоение каждому элементу конкретного значения в форме кода. При кодировании изображения происходит его пространственная дискретизация. Ее можно сравнить с построением изображения из большого количества маленьких цветных фрагментов (метод мозаики). Все изображение разбивается на отдельные точки, каждому элементу ставится в соответствие код его цвета. При этом качество кодирования будет зависеть от следующих параметров: размера точки и количества используемых цветов. Чем меньше размер точки, а, значит, изображение составляется из большего количества точек, тем выше качество кодирования. Чем большее количество цветов используется (т. е. точка изображения может принимать больше возможных состояний), тем больше информации несет каждая точка, а, значит, увеличивается качество кодирования. Создание и хранение графических объектов возможно в нескольких видах - в виде векторного, фрактального или растрового изображения. Отдельным предметом считается 3D (трехмерная) графика, в которой сочетаются векторный и растровый способы формирования изображений. Она изучает методы и приемы построения объемных моделей объектов в виртуальном пространстве. Для каждого вида используется свой способ кодирования графической информации.

Кодирование звуковой информации

В настоящее время существует два основных способах записи звука:аналоговый и цифровой. Но для того чтобы записать звук на какой-нибудь носитель его нужно преобразовать в электрический сигнал. Это делается с помощью микрофона. Самые простые микрофоны имеют мембрану, которая колеблется под воздействием звуковых волн. К мембране присоединена катушка, перемещающаяся синхронно с мембраной в магнитном поле. В катушке возникает переменный электрический ток. Изменения напряжения тока точно отражают звуковые волны.

Переменный электрический ток, который появляется на выходе микрофона, называется аналоговым сигналом. Применительно к электрическому сигналу «аналоговый» обозначает, что этот сигнал непрерывен по времени и амплитуде. Он точно отражает форму звуковой волны, которая распространяется в воздухе.

При дискретном представлении информации физическая величина изменяется скачкообразно («лесенкой»), принимая конечное множество значений. Если же информацию представить в аналоговой форме, то физическая величина может принимать бесконечное количество значений, непрерывно изменяющихся.

Виниловая пластинка является примером аналогового хранения звуковой информации, так как звуковая дорожка свою форму изменяет непрерывно. Но у аналоговых записей на магнитную ленту есть большой недостаток - старение носителя. За год фонограмма, которая имела нормальный уровень высоких частот, может их потерять. Виниловые пластинки при проигрывании их несколько раз теряют качество. Поэтому преимущество отдают цифровой записи.

    В начале 80-х годов появились компакт-диски. Они являются примером дискретного хранения звуковой информации, так как звуковая дорожка компакт - диска содержит участки с различной отражающей способностью. Теоретически эти цифровые диски могут служить вечно, если их не царапать, т.е. их преимуществами являются долговечность и неподверженность механическому старению. Другое преимущество заключается в том, что при цифровой перезаписи нет потери качества звука.

В-4 Системы счисления

Система счисления - это совокупность правил для обозначения и наименования чисел.

Существуют: позиционные, непозиционные и смешанные системы счисления.

Позиционной называется система счисления, в которой используется определённое число знаков для обозначения чисел, но значение каждого символа зависит от того, как этот символ расположен по отношению к другим символам в том же числе. 

Непозиционной называется система счисления, в которой используется определённое число знаков для обозначения чисел, но значение каждого символа не зависит от того, как этот символ расположен по отношению к другим символам в том же числе, и всегда одно и то же.(прим. римская система)

Примером позиционной формы записи чисел является та, которой мы пользуемся (так называемая арабская форма чисел). Так, в числах 123 и 321 значения цифры 3, например, определяются ее положением в числе: в первом случае она обозначает три единицы (т.е. просто три), а во втором – три сотни (т.е. триста).

Тогда полное число получается по формуле:

где l – количество разрядов числа, уменьшенное на 1,

i – порядок разряда,

m – основание системы счисления,

a_i – множитель, принимающий любые целочисленные значения от 0 до m-1, и соответствующий цифре i-го порядка числа.

Например, для десятичного (m = 10) числа 345 его полное значение рассчитывается по формуле:

3*10² + 4*10¹ + 5*10⁰ = 345.

10 - основа системы счисления, а показатель степени - номер позиции цифры в записи числа (нумерация ведется слева на право, начиная с нуля).

В современной информатике используются в основном 4 системы счисления (все – позиционные): двоичная, шестнадцатеричная, восьмеричная и десятичная.

Двоичная система счисления используется для кодирования дискретного сигнала, потребителем которого является  вычислительная техника. Такое положение дел сложилось исторически, поскольку двоичный сигнал проще представлять на аппаратном уровне. В этой системе счисления для представления числа применяются два знака – 0 и 1.

Шестнадцатеричная система счисления  используется для кодирования дискретного сигнала, потребителем которого является хорошо подготовленный пользователь – специалист в области информатики. В такой форме представляется содержимое любого файла, затребованное через интегрированные оболочки операционной системы, например, средствами Norton Commander в случае MS DOS. Используемые знаки для представления числа – десятичные цифры от 0 до 9 и буквы латинского алфавита – A, B, C, D, E, F.

Десятичная система счисления используется для кодирования дискретного сигнала, потребителем которого является так называемый конечный пользователь – неспециалист в области информатики (очевидно, что и любой человек может выступать в роли такого потребителя). Используемые знаки для представления числа – цифры от 0 до 9.

Соответствие между первыми несколькими натуральными числами всех трех систем счисления представлено в таблице перевода:

Десятичная система	Двоичная система	Шестнадцатеричная система	Восьмеричная
0	0	0	0
1	1	1	1
2	10	2	2
3	11	3	3
4	100	4	4
5	101	5	5
6	110	6	6
7	111	7	7
8	1000	8
9	1001	9
10	1010	A
11	1011	B
12	1100	C
13	1101	D
14	1110	E
15	1111	F
16	10000

Для различения систем счисления, в которых представлены числа, в обозначение двоичных и шестнадцатеричных чисел вводят дополнительные реквизиты:

• для двоичных чисел – нижний индекс справа от числа в виде цифры 2 или букв В либо b (binary – двоичный), либо знак B или b справа от числа. Например, 101000₂ = 101000_b = 101000_B = 101000B = 101000b;

• для шестнадцатеричных чисел - нижний индекс справа от числа в виде числа 16 или букв H либо h (hexadecimal – шестнадцатеричный), либо знак  H или h справа от числа. Например, 3AB₁₆ = 3AB_H = 3AB_h = 3ABH = 3ABh.

Для перевода чисел из одной системы счисления в другую существуют определенные правила. Они различаются в зависимости от формата числа – целое или правильная дробь. Для вещественных чисел используется комбинация правил перевода для целого числа и правильной дроби.

В-5 Преобразование двоичных чисел в десятичные

Задача перевода чисел из двоичной системы счисления в десятичную чаще всего возникает уже при обратном преобразовании вычисленных либо обработанных компьютером значений в более понятные пользователю десятичные цифры. Алгоритм перевода двоичных чисел в десятичные достаточно прост (его иногда называют алгоритмом замещения):  Для перевода двоичного числа в десятичное необходимо это число представить в виде суммы произведений степеней основания двоичной системы счисления на соответствующие цифры в разрядах двоичного числа. 

Способ №1 . Требуется перевести двоичное число 10110110 в десятичное. В этом числе 8 цифр и 8 разрядов ( разряды считаются, начиная с нулевого, которому соответствует младший бит). В соответствии с уже известным нам правилом представим его в виде суммы степеней с основанием 2: 

10110110₂ = (1·2⁷)+(0·2⁶)+(1·2⁵)+(1·2⁴)+(0·2³)+(1·2²)+(1·2¹)+(0·2⁰) = 128+32+16+4+2 = 182₁₀

Способ №2 . Возьмем число 111101₂

Переведём единицу 6-го разряда (первая слева в записи числа) в единицы 5-го разряда: для этого 1 умножим на 2, к полученным 2 единицам 5-го разряда прибавим имеющуюся единицу 5-го разряда.

Переведём эти 3 единицы 5-го разряда в 4-й разряд и прибавим имеющуюся единицу 4-го разряда : 3·2+1=7

Переведём 7 единиц 4-го разряда в 3-й разряд и прибавим имеющуюся единицу 3-го разряда: 7·2+1=15

Переведём 15 единиц 3-го разряда во 2-й разряд 15·2=30 В исходном числе во 2-ом разряде единиц нет.

Переведём 30 единиц 2-го разряда в 1-й разряд и прибавим имеющуюся там единицу: 30·2+1=61

Письменные вычисления удобно записывать так:

((((1 ·2+1) ·2+1) ·2+1) ·2+0) ·2+1=61

В-6 Преобразование десятичных чисел в двоичные

Преобразование десятичного числа в двоичное.Чтобы перевести десятичное число в двоичное, нужно сначала вычесть из него число, равное максимально возможной степени двойки, а затем все время вычитать максимальные степени двойки уже из остатка, ставя единицу в тех позициях, где вычитание возможно, и 0 там, где нет. Цепочка вычитаемых чисел для десятичного числа 43 - это 32 (есть), 16 (нет), 8 (есть),

4 (нет), 2 (есть) и 1 (есть). В результате получаем двоичное число 101011.

2 способ

1. Десятичное число делится нацело на 2, пока это возможно.

2. На каждом шаге записывается остаток от деления.

3. Продолжать деление надо пока в делимом не будет 1.

4. Ставим числа из остатка друг за другом, начиная с конца.

Пример: перевести число 19 в двоичное.

19 /2 = 9 с остатком 1

9 /2 = 4 c остатком 1

4 /2 = 2 с остатком 0

2 /2 = 1 с остатком 0

1 /2 = 0 с остатком 1

Результат – 10011

В-7 Понятие информационных технологий (ИТ). Классификация ИТ.

Информационные технологии (ИТ, от англ. information technology, IT) — совокупность методов и средств реализации информационных процессов в различных областях человеческой деятельности.

Виды информационных технологий:

1. Информационные технологии обработки данных;

2. Информационные технологии управления;

3. Информационные технологии автоматизации офиса;

4. Информационные технологии поддержки принятия решений;

5. Информационные технологии экспертных систем.

Основные черты современных ИТ:

• появление новых средств накопления информации (флешки, диски)

• развитие современных средств связи, в том числе и спутникового.

• постоянное совершенствование ПО для автоматизированной обработки и передачи информации

• компьютерная обработка информации по заданным алгоритмам;

• хранение больших  объёмов информации на машинных носителях;

• передача информации на значительные  расстояния в ограниченное время.

Особенности современных ИТ

• работа в режиме манипулирования

• сквозная информационная поддержка

• безбумажный процесс обработки документов

• интерактивный диалоговый режим решения задач

• коллективная работа с документами

Классификация развития ИТ по признакам:

• По типу выполнения задач.

  • базовые.

  • прикладные (бухгалтерские, туристические, медицинские)

• По виду обрабатываемой информации

  • данные (СУБД, алгоритмические языки, табличные процессоры).

  • текст (гипертекст и текстовый процессор)

  • графика (графический процессор)

  • знания (экспертная система)

  • объекты реального мира (средства мультимедиа)

• По степени охвата задач управления

  • электронная обработка

  • электронный офис

  • поддержка принятия решений (экспертная поддержка, автоматизация функций управления).

• По применяемому инструментарию ИТ

  • 1-й этап (до второй половины XIX в.) — "ручная" ИТ, инструментарий которой составляли: перо, чернильница, книга. Коммуникации осуществлялись ручным способом путем переправки через почту писем, пакетов. Основная цель технологии — представление информации в нужной форме.

  • 2-й этап (с конца XIX в.) — "механическая" технология, инструментарий которой составляли: пишущая машинка, телефон, диктофон, оснащенная более совершенными средствами доставки почта. Основная цель технологии — представление информации в нужной форме более удобными средствами.

  • 3-й этап (40 — 60-е гг. XX в.) — "электрическая" технология, инструментарий которой составляли: большие ЭВМ и соответствующее программное обеспечение, электрические пишущие машинки, ксероксы, портативные диктофоны. Акцент в информационной технологии начинает перемещаться с формы представления информации на формирование ее содержания.

  • 4-й этап (с начала 70-х гг.) — "электронная" технология, основным инструментарием которой становятся большие ЭВМ и создаваемые на их базе ИС, оснащенные широким спектром базовых и специализированных программных комплексов. Центр тяжести технологии еще более смещается на формирование содержательной стороны информации для различных сфер использования, особенно на организацию аналитической работы.

  • 5-й этап (с середины 80-х гг.) — "компьютерная" технология, основным инструментарием которой является персональный компьютер с широким спектром стандартных программных продуктов разного назначения. На этом этапе происходит процесс персонализации ИС, которая проявляется в создании систем поддержки принятия решений. Начинают широко использоваться в различных областях глобальные и локальные компьютерные сети.

• По способу построения сетей

  • локальные

  • многоуровневые

  • распределенные

В-8 Понятие информационного ресурса

Информационные ресурсы —организованная совокупность документированной информации, включающая базы данных, другие совокупности взаимосвязанной информации в информационных системах. .

Это книги, статьи, патенты, диссертации, научно-исследовательская и опытно-конструкторская документация, технические переводы, данные о передовом производственном опыте и др.

Информационные ресурсы (в отличие от всех других видов ресурсов — трудовых, энергетических, минеральных и т.д.) тем быстрее растут, чем больше их расходуют.

Развитие мировых информационных ресурсов позволило:

превратить деятельность по оказанию информационных услуг в глобальную человеческую деятельность;

сформировать мировой и внутригосударственный рынок информационных услуг;

образовать всевозможные базы данных ресурсов регионов и государств, к которым возможен сравнительный недорогой доступ;

повысить обоснованность и оперативность принимаемых решений в фирмах, банках, биржах, промышленности, торговли и др. за счет своевременного использования необходимой информации.

Виды информационных ресурсов

Информационные ресурсы могут быть различных видов. Это средства массовой информации, библиотеки, интернет. К примеру, через Интернет могут успешно продаваться следующие информационные ресурсы:

новостные ленты (online-новости). Достаточно широкому кругу менеджеров компаний различного профиля необходимо узнавать о происходящих в мире событиях незамедлительно. Например, лента финансовых и политических новостей жизненно необходима трейдерам для принятия решений о продажах и покупках на биржах;

подписки на электронные копии периодических изданий. Некоторые газеты и журналы выпускают свои полные электронные копии и предоставляют к ним доступ.

доступ к электронным архивам и базам данных, содержащим информацию по самым разным вопросам.

аналитические отчеты и исследования.

• собственные аналитические материалы и прогнозы.