- •Колесников л.П. Глава 1
- •Информатика, информация, сигналы
- •Источник информации Канал связи Приемник информации
- •1.2 Способы представления дискретной информации
- •1.3 Формы представления чисел в эвм
- •1.4 Представление информации в микропроцессорах класса Pentium
- •1.5 Информационные меры
- •1.6 Кодировка текстовых данных
Колесников л.П. Глава 1
ФПТ 2009
СПИСОК РЕКОМЕНДОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Бабич Н.П., Жуков И.А. Компьютерная схемотехника. – Киев. МК-Пресс, 2004 -576 с.
А.П.Жмакин. Архитектура ЭВМ. – С-П. БХВ-Петербург, 2008 – 315 с.
А.В.Кузин, М.А.Жаворонков. Микропроцессорная техника. Учебник – М. Академия, 2006 -301 с.
А.Н.Морозевич и др. МикроЭВМ, микропроцессоры и основы программирования. Минск. Высшая школа, 1990 – 348 с.
Н.П.Сергеев, Н.П.Башкевич. Основы вычислительной техники. Учебное пособие для ВУЗов – М. Высшая школа, 1988 – 308 с.
Информатика, информация, сигналы
и их представление
Информатика -наука об общих свойствах и закономерностях информации, а также методах её поиска, передачи, хранения, обработки и использования в различных сферах деятельности человека. Как наука сформировалась в результате появления ЭВМ. Включает в себя теорию кодирования информации, разработку методов и языков программирования, математическую теорию процессов передачи и обработки информации.
Научное определение понятия «информация» — одна из наиболее актуальных и фундаментальных проблем в условиях современной информатизации общества.
Термин «информация» (от латин. informatio — разъяснение, изложение, сведения) означает совокупность некоторых сведений, сообщений, данных, знаний.
В начальном и более узком значении информация — это атрибут разумных существ, людей; любые сведения, данные, факты, полученные с помощью органов чувств (зрения, слуха, обоняния, вкуса и осязания), а также из опыта, наблюдений или путем рассуждений.
Информация фиксируется в материальной форме для сообщения другому существу или самому себе. При таком понимании любая информация содержит два компонента: содержательный и материальный. То есть, во-первых, информация должна быть понятной тем, для кого предназначена (содержательный компонент), во-вторых, представлена на том или ином носителе (материальный компонент). Разделение этих понятий приводит к такому соотношению между ними: (абстрактная) информация передается с помощью (конкретных) сообщений.
Сообщение — это форма представления информации с помощью языка знаков, жестов, сигналов и т. п.
Сообщения используются как в живой природе, так и в технике. Например, между людьми сообщения передаются в устной или письменной форме, между устройствами — с помощью сигналов.
Соотношение между сообщением и информацией не взаимно однозначно. Одна и та же информация может быть передана с помощью разных сообщений, одно и то же сообщение может нести разную информацию для разных людей.
Таким образом, можно сказать, что для связи между сообщением N и информацией I решающим является некоторое отображение а, представляющее собой результат соотношения между отправителем и приемником информации, которое называется «правилом интерпретации». Это правило можно записать следующим образом:
N I.
Главным моментом в понимании информации является соотношение источника и приемника сообщений.
Информацию можно классифицировать по следующим признакам:
способу восприятия: визуальная, звуковая, тактильная, обонятельная, вкусовая;
способу отображения: текстовая, числовая, графическая, музыкальная, комбинированная;
общественному значению: массовая (повседневная, общественно-политическая, эстетическая), специальная (научная, производственная, техническая и т. п.).
Информация способствует принятию решении. Для этого она должна обладать такими свойствами, как:
- полнота - мера представления об объекте информации, необходимая для принятия правильного решения;
- ценность (полезность) — максимально возможная польза, которую способна принести информация для достижения цели;
- достоверность (объективность) — истинность представлений об источнике информации;
- доступность (понятность, ясность) — способность адресата к восприятию информации;
- актуальность — получение информации в нужный момент.
Если сообщение не несет информацию, обладающую перечисленными свойствами, то говорят, что оно несет шум. Любая закодированная информация без знания кода превращается в шум, однако при раскодировании шум превращается в информацию.
При передаче сообщения по каналам связи с помощью сигналов может произойти преобразование информации, и тогда она частично или полностью может превратиться в шум. Если воздействие, которому подверглась информация при передаче, известно, результат этого воздействия можно попробовать снять и шум превратить в информацию.
Информация, подготовленная для обработки на компьютерах, называется данными.
Знак — это элемент конечного набора (алфавита), который служит для кодирования информации, например, тексты на естественных языках кодируются с помощью букв, входящих в алфавит данного языка, музыка — с помощью нот, числа — с помощью цифр.
Сигнал — это изменение некоторой физической величины во времени, которое характеризуется определенными параметрами.
При передаче устного языкового сообщения (а также музыки, звуков) мы имеем дело с беспрерывным сигналом, который называется аналоговым. Сигнал называется дискретным, если параметр сигнала может принимать конечное количество значений. Сообщения, передающиеся с помощью сигналов, называются соответственно аналоговыми и дискретными (или говорят, что сообщения несут аналоговую или дискретную информацию).
Хранение — это фиксация информации на внешних носителях с помощью условных обозначений. Эти обозначения называются кодами, а запись информации с помощью определенных кодов — кодированием.
Носитель сообщений — материальный объект, предназначенный для хранения и транспортировки сообщений.
Разные носители сообщений допускают и различные способы их нанесения. Наиболее распространенным носителем является бумага. Данные регистрируются на ней путем изменения оптических характеристик ее поверхности. Изменение оптических свойств также используется в устройствах, осуществляющих запись лазерным лучом на пластмассовых носителях с покрытием, отражающим свет (CD-ROM). Носителями, использующими изменение магнитных свойств, можно назвать магнитные ленты и диски.
Обработка сообщений включает обработку информации, содержащейся в сообщении, или изменение типа носителя.
Обработка информации предусматривает множество различных операций:
- сбор — накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решения;
- формализация — приведение данных, поступающих из разных источников, к единообразной форме (сделать их пригодными для сравнения между собой, т. е. повысить уровень их доступности);
- фильтрация — отсеивание «лишних» данных, в которых нет необходимости для принятия решений (при этом должен уменьшиться уровень «шума», а достоверность и адекватность данных — возрасти);
- сортировка — упорядочение информации по заданным признакам (сделать удобной в использовании, повысить уровень ее доступности);
- архивирование — организация хранения в удобной и легкодоступной форме, которая служит для снижения затрат по хранению информации, повышает ее надежность;
- защита — комплекс мероприятий, направленных на предотвращение потери, воспроизведение и модификацию информации;
- транспортировка — прием и передача информации между отдаленными участниками информационного процесса;
- преобразование — перевод информации из одной формы в другую или из одной структуры в другую.
Преобразование также часто связано с изменением типа носителя. Например, книги можно сохранять в обычной бумажной форме, а можно использовать для этого и электронную форму, и микропленку. Необходимость в многоразовой обработке сообщений возникает также в случае ее транспортировки. Например, для транспортировки цифровых потоков данных по каналам телефонных сетей необходимо преобразование цифровых данных в какое-либо подобие звуковых сигналов, которое осуществляют специальные устройства — модемы.
Сообщения поступают от источника к приемнику по каналу связи с помощью сигналов. Современные способы передачи информации используют классическую схему Шеннона: