Лекция 1

1.

• Лекция 1. Информатика как наука.
Направления информатики.
Информационные технологии.
Информация и ее свойства. Виды
представления информации.
Характеристики информации. Измерение
информации. Математическое понятие
информации. Информационные процессы.

2. Информатика как наука

3. Содержание

История понятия «информатика»
Понятие и структура информатики
Термин: «Информация»
Виды информации
Свойства информации
Информационные процессы

4. Краткая история информатики

I половина XIX века – Андре Ампер ввел понятие
«кибернетика» - наука, занимающаяся
изучением искусства управления
1948 год – Норберт Винер
Кибернетика – наука об управлении в живой
природе и в технических системах
XX век – кибернетика – наука об общих
закономерностях в управлении и связи в
различных системах: искуственных,
биологических, социальных
50-е г.г. XX века – «Computer Science» компьютерная наука
60-е г.г. XX века – «Informatique» - information
automatique – информационная автоматика

5. Понятие и структура информатики

Информатика – это область человеческой
деятельности, связанная с процессами
преобразования информации с помощью
компьютера и их взаимодействие со средой
применения.
Информатика
Теоретическая
информатика
Вычислительная
техника
Искусственный
интеллект
Программирование
Информационные
системы

6.

Информация – это сведения об окружающем
мире (объекте, процессе, явлении, событии),
которые являются объектом преобразования
(включая хранение, передачу и т.д.) и
используются для выработки поведения, для
принятия решения, для управления или для
обучения.

7. Виды информации

Графическая
Текстовая
Звуковая
Числовая
Видеоинформация

8. Графическая информация

Графическая информация - сведения
или данные, представленные в виде
схем, эскизов, изображений, графиков,
диаграмм, символов.

9. Текстовая информация

Текстовая информация – это
информация передаваемая в виде
символов, предназначенных обозначать
лексемы языка.

10. Звуковая информация

Звуковая информация – это информация
передаваемая устная или в виде записи и
передачи лексем языка аудиальным путём.

11. Числовая информация

Числовая информация – это
информация, которая представлена в
виде цифр и знаков, обозначающих
математические действия.

12. Видео информация

Изображение, зафиксированное на
магнитной ленте, кинопленке,
фотоснимке или оптическом диске, с
которых оно может быть
воспроизведено.

13. Свойства информации

Объективность
Достоверность
Актуальность
Точность
Понятность
Полнота

14. Объективная информация

Информация объективна, если она
не зависит от чьего либо мнения.
Это не
еда
Это еда

15. Достоверная информация

Информация объективна, если она
соответствует действительной
обстановке.

16. Актуальная информация

Информация актуальна, если она
ценна в данный момент времени.

17. Точная информация

Информация точная, если она
максимально приближена к
истинному значению показателя.

18. Понятная информация

Информация понятна, если она
выражена на языке, доступном для
получателя.

19. Полная информация

Информация полная, если она в достаточном
объеме содержит данные по всей их
номенклатуре, необходимые для принятия
решений или для создания новых данных на
основе имеющихся.

20. Информационные процессы

21. Информационные процессы

Поиск
Хранение
Передача
Обработка
Использование

22.

Информационные
процессы – это процессы
сбора, обработки,
накопления, хранения,
поиска и распространения
информации.

23. Основные информационные процессы

• Сбор информации.
• Обработка информации.
• Передача информации.
• Хранение информации.
• Поиск информации.
• Защита информации.
Сравните этот и предыдущий слайд. Есть ли разница в
указанных на этих слайдах информационных процессах? Так ли
это важно?

24.

Разница слайдов
• Да, есть разница. На этих слайдах
показаны разные информационные
процессы. Каждый из них имеет свои
особенности и играет свою роль в
работе компьютера. Важно понимать
как работают эти процессы, чтобы
уметь правильно использовать
компьютер и получать от него
максимальную пользу.

25.

Одно из древнейших сооружений, используемое для получения
астрономической информации, Стоунхендж — «висячие камни».
II век до н. э, Англия. Каменные арки дают направления на
крайние положения Солнца и Луны, а 56 белых лунок помогают
предсказать время Солнечного и Лунного затмений.

26. Сбор информации

Для получения недоступной обычными органами
чувств
информации
широко
используются
специальные технические устройства.
Приведите пример из вашей личной жизни,
подтверждающий эту информацию (не использовать
изображения на слайде).

27. Спидометр

• Спидометр — измерительный
прибор для определения модуля
мгновенной скорости движения.

28.

Любой точный измерительный прибор содержит
дат чик, т.е. устройство, поставляющее информацию.
«Орган чувств» технического устройства.

29. Обработка информации

В древности люди говорили, что человек познает с
помощью органов чувств и осмысливает познанное
разумом.
Приведите примеры того, как одну и ту же информацию оценивали
люди в прошлом и оценивают в настоящем. Есть ли разница?
Нужна ли будет эта информация в будущем? Аргументируйте свой
ответ.

30. Пример информации

• Значение гелиоцентрической системы
мира, созданной Коперником. В те
времена, когда эта теория была
предложена, она считалась ересью,
так как противоречила церковным
учениям о Земле, как центре
вселенной. Сегодня же эта теория
является общепринятой и
неотъемлемой частью научного
мировоззрения.

31.

• Неосознанная обработка
информации человеком
• Осознанная обработка
информации человеком
Приведите примеры осознанной и
неосознанной информации.

32. Осознанная информация

• Названия улицы, на которой вы
живете.
• Ваше полное имя и дата рождения.
• Ваш номер телефона.
• Имя детей.

33. Неосознанная информация

• Незнакомый номерной знак авто.
• Случайный набор символов.
• Структура волокон из деревянной
поверхности.
• Микроскопические царапины на CD
или DVD диске.

34.

Входная информация – это информация, которую
получает человек или устройства.
Выходная информация – это информация,
которая получается после обработки человеком
или устройством.

35. Передача информации

Пожарная каланча в
Костроме
Как вы считаете, какое отношение
имеет каланча к процессу передачи
информации и почему она заслуживает
такого внимания?

36. Каланча

• Помимо дозорной службы, каланчи
использовались для
сигнализации — вывешенные на
каланче кожаные сигнальные шары
в дневное время или фонари в
ночное оповещали соседние
пожарные части о размерах и месте
возникновения пожара.

37. Передача информации

Передача информации от источника к получателю
В
любом
процессе
передачи
или
обмене
информацией существует ее источник и получатель, а
сама информация передается по каналу связи с
помощью
сигналов:
механических,
тепловых,
электрических и др.
В обычной жизни для человека любой звук, свет
являются сигналами, несущими смысловую нагрузку.

38. Передача информации

Схема передачи информации
• Кодирующее устройство необходимо для
преобразования информации в форму,
удобную для передачи.
• Декодирующее устройство преобразует
информацию
в
форму,
понятную
получателю.

39.

В процессе передачи информация может
утрачиваться, искажаться. Это происходит изза различных помех, как на канале связи, так и
при
кодировании
и
декодировании
информации.
Вопросами, связанными с методами кодирования и
декодирования информации, занимается специальная
наука — криптография.
Приведите пример ситуации, когда вы не смогли
получить информацию (не только звуковую) из-за помех.

40. Помехи при передачи информации

• Я переносила информацию с
внешнего носителя на ПК, но так
как носитель был старый, возможно
был неисправен и не переносил
информацию.

41.

Приведите примеры способов передачи информации по
предложенным схемам:
Источник (человек) – Приемник (человек)
Источник (устройство) – Приемник (человек)
Источник (человек) – Приемник (устройство)
Источник (предмет) – Приемник (человек)
Источник (человек) – Приемник (предмет)
Источник-приемник – Приемник-источник

42. Передача информации

• Диалог между двумя людьми.
• Радио, которое слушает человек.
• Телефон, в который говорит
человек, отвечающий на звонок.
• Азбука Морзе и человек.
• Человек пишет на бумаге.
• Тоже совместный диаолог.

43. Хранение информации

Носитель информации – это материальный
объект, предназначенный для хранения и передачи
информации.
Приведите пример наиболее надежного с вашей
точки зрения носителя информации.
Аргументируйте ответ.

44. Магнитная лента

• используется с 1950-х годов и до
сих пор остаётся одним из
наиболее долговечных носителей
информации. Записи на ленту,
покрытую тонким магнитным
слоем, использовались ещё в
первых компьютерах, которые
могли занимать целые помещения.

45.

Материальная природа носителей информации может быть
различной:
•молекулы
ДНК,
которые
хранят
генетическую
информацию;
•бумага, на которой хранятся тексты и изображения;
•магнитная
лента,
на
которой
хранится
звуковая
информация;
•фото- и кинопленки, на которых хранится графическая
информация;
•микросхемы памяти,
•магнитные и лазерные диски, на которых хранятся
программы и данные в компьютере и так далее.
А какую информацию вы хотели бы хранить
всю свою жизнь? И как это сделать?

46. Фотопленка

• Я бы хотела запечатлеть
фотопленкой , свою свадьбу, так
как фотопленка предназначена для
разных видов фотографий.

47. Поиск информации

Поиск информации — это
извлечение хранимой информации.
Для быстрого поиска информации
необходима упорядоченность.
Приведите пример ситуации, когда
вы искали информацию и не смогли
ее найти. Укажите причины.

48. Поиск информации

• Я однажды искала свою тетрадь, но
из-за того что она была в разброс
среди других тетрадей, я не могла
её найти.

49.

Методы поиска информации
• непосредственное наблюдение;
• общение со специалистами по интересующему вас
вопросу;
• чтение соответствующей литературы;
• просмотр теле-, видеопрограмм;
• прослушивание радиопередач и аудиокассет;
• работа в библиотеках, архивах;
• запрос к информационным системам, базам и банкам
компьютерных данных…
Какими методами поиска информации вы
пользуетесь наиболее часто и почему?

50. Метод поиска информации

• Я в зачастую пользуюсь, поиском в
поисковых системах, так как по
моему мнению, там можно найти
быстро и точно, всю нужную для
меня информацию.

51. Защита информации

Для защиты информации используют различные
способы:
безопасность зданий, где хранится секретная
информация;
контроль доступа (пароль, пропуск);
разграничение доступа (в зависимости от
полномочий);
дублирование каналов связи и подключение
резервных устройств;
криптографическое преобразование информации с
помощью шифров.
Приведите пример(ы) где может быть использован тот или иной способ
защиты информации. Приходилось ли вам использовать тот или иной
способ. Если – да, опишите ситуацию

52. Защита архива

• Мне надо было защитить свой
архив, и я воспользовалась
паролем на архив.
• Пароль взломать достаточно
сложно даже с использованием
платных программ.

53.

Дайте ответы на следующие вопросы:
Приведите примеры способов организации
хранения информации
Какие вы знаете устройства, помогающие
человеку собирать, хранить, обрабатывать и
передавать информацию?
Почему важно защищать информацию?
Придумайте шифр и зашифруйте фразу «Я
учу теорию информации» (укажите ключ для
расшифровки)

54. Способы организации хранения информации

• Табличный
• Иерархический
• Сетевой
• Базы данных, использующие эти
способы организации информации,
называются соответственно
реляционными (табличные БД),
иерархическими и сетевыми БД.

55. Устройства для хранения

• Компьютер, телефон, планшет и
т.п.

56. Почему важно защищать информацию?

• Основными целями
защиты информации являются:
предотвращение утечки, хищения,
искажения, подделки;
предотвращение безопасности
личности, общества, государства;
предотвращение
несанкционированных действий по
уничтожению, искажению,
блокированию информации.

57. «Я учу теорию информации»

• 33 212521 20616181032
1015221618141241010

58. Измерение информации

Алфавитный подход

59. Представление информации

Информация
Символьное
Символьное
Символьное
представление
представление
представление
информации
информации
информации
Образное
представление
Образное
Образное
представление
представление
информации
информации
информации
Человек воспринимает
Человек
Человеквоспринимает
воспринимает
информацию в
информацию
информациюв взвуковой,
звуковой,
звуковой, текстовой
текстовой
текстовойили
иличисловой
числовой
или числовой форме
форме
форме
Человек
Человек воспринимает
воспринимает
информацию
информацию
через
через
все все
органы
органы
чувств ичувств
хранит
и хранит
в памяти
в
информацию
памяти информацию
о контакте
о с
контакте
источником
с источником
Язык как способ
представления информации
В курсе информатики не изучается

60.

Знак – элемент конечного множества,
отличный от других.
Символ – знак, наполненный смыслом.
Язык – система символов и правил, с
помощью которых создаются
осмысленные сообщения,
используемые для практического
применения.

61.

Язык – способ символьного представления информации
Естественные языки
(исторические
сложившиеся)
Русский
Английский
Китайский
Искусственные языки
(специально созданные,
формальные)
Язык
математики
Язык химии
Язык
дорожных
знаков
Языки
программирования
Командные языки ОС
Языки представления
знаний
Язык двоичных кодов

62. Единицы измерения информации

1 бит (binary digit – двоичный знак) – минимальная
единица измерения информации (информационный вес
символа двоичного алфавита)
1 байт=8 бит=23 (информационный вес символа 256символьного алфавита)
1 Кбайт (килобайт)=1024байт=210 байт
1 Мбайт (мегабайт)=1024Кбайт=210 Кбайт
1 Гбайт (гигабайт)=1024Мбайт=210 Мбайт
1 Тбайт (терабайт)=1024Гбайт=210 Гбайт
1 Пбайт(петабайт)=1024Тбайт=210 Тбайт
1 Эбайт (экзабайт)=1024Пбайт=210 Пбайт
1 Збайт (зетабайт)=1024Эбайт=210 Эбайт
1 Йбайт (йотабайт)=1024Збайт=210 Збайт

63. Алфавитный подход к измерению информации

Алфавит – упорядоченный и конечный набор
символов, используемых для представления
информации.
Мощность алфавита (N) – количество
символов в алфавите.
Длина кода (p) – количество позиций
(разрядов), которое используется для
кодирования знака.
Емкость кода (e) – количество вариантов,
которое можно получить при данной кодовой
комбинации: определенной длине кода (р) и
соответствующей мощности алфавита (N).
e=Np

64.

Количество информации, содержащееся в
символьном сообщении, определяется по
формуле:
I =K*i
k
Где: Ik – количество информации в сообщении;
К – количество символов в сообщении;
i – информационный вес одного символа.
Мощность алфавита (N) находится по
i
N=2
следующей формуле:
Информационный вес одного символа
определяется
по
формуле:
i=log2N
или

65. Решение задач на определение количества информации

Пример:
Найти информационный объем текста, состоящего из 2000
символов, записанного на языке, с мощностью алфавита
128.
Дано: К=2000, N=128
Найти: IK - ?
Решение:
1. 128=2i i=7бит – информационный вес одного символа.
2. IK = 2000*7=14000 бит – информационный объем
текста.
Ответ: информационный объем текста 14000 бит.

66. Задачи для самостоятельного решения:

1. Какое количество информации несет сообщение: “Встреча
назначена на сентябрь”?
2. Сообщение занимает 3 страницы по 25 строк. В каждой строке
записано по 60 символов. Сколько символов в использованном
алфавите, если все сообщение содержит 1125 байтов?
3. Юстасу необходимо передать следующее сообщение:
Дорогой Алекс! От всей души поздравляю с
успешной сдачей экзамена по информатике.
Желаю дальнейших успехов. Ваш Юстас.
Пеленгатор определяет место передачи, если она длится не
менее 3 минут. С какой скоростью (бит/с) Юстас должен
передавать радиограмму?