Общие сведения об информатике и информации

1. Общие сведения об информатике и информации

2. 1. Информатика, её предмет и задачи. 2. Информация, информационные процессы, системы, технологии. 3. Классификация информации.

Вопросы лекции:
1. Информатика, её предмет и задачи.
2. Информация, информационные процессы,
системы, технологии.
3. Классификация информации.
4. Свойства и качества информации.
5. Измерение информации. Понятие
вероятности. Формулы Хартли и Шеннона.
6. Единицы измерения информации в
компьютере

3.

Фундаментальной чертой цивилизации
является рост производства, потребления и
накопления информации во всех отраслях
человеческой деятельности.
Вся жизнь человека, так или иначе, связана с
получением, накоплением и обработкой
информации.

4.

Для современной цивилизации характерна
небывалая скорость развития науки, техники
и новых технологий.
От изобретения книгопечатания (середина
XV в.) до изобретения радиоприемника (1895
год) прошло около 440 лет, а между
изобретением радио и телевидения - около
30 лет.
Разрыв во времени между изобретением
транзистора и интегральной схемы составил
всего 5 лет.

5.

В области накопления научной информации
ее объем, начиная с XVII века, удваивался
примерно каждые 10 - 15 лет. Сейчас объем
информации удваивается через каждый год.
Поэтому одной из важнейших проблем
человечества является лавинообразный поток
информации в любой отрасли его
жизнедеятельности.

6.

Увеличение информации и растущий
спрос на нее обусловили появление
отрасли, связанной с автоматизацией
обработки информации – ИНФОРМАТИКИ.
Основным объектом внимания её
является процесс информатизации и
компьютеризации современного общества.

7.

ИНФОРМАТИКА – это техническая наука,
систематизирующая приёмы создания, хранения,
воспроизведения, обработки и передачи, данных
средствами вычислительной техники (ВТ), а
также принципы функционирования этих средств
и методы управления ими.

8. Предмет информатики составляют следующие понятия:

• аппаратное обеспечение средств ВТ;
• программное обеспечение средств ВТ;
• средства взаимодействия аппаратного и
программного обеспечения;
• средства взаимодействия человека с
аппаратными и программными средствами.

9.

Методы и средства взаимодействия человека
с аппаратными и программными
средствами называют пользовательским
интерфейсом.
Соответственно, существуют:
• аппаратные интерфейсы;
• программные интерфейсы;
• аппаратно – программные
интерфейсы.

10.

Основная задача информатики
заключается в определении общих
закономерностей, в соответствии с которыми
происходит создание научной информации,
ее преобразование, передача и
использование в различных сферах
деятельности человека.
В структуре информатики как науки
выделяют алгоритмическую, программную и
техническую области.

11.

Информатика входит в состав
кибернетики, изучающей общую теорию
управления и передачи информации.
Кибернетика - наука об общих законах
получения, хранения, передачи и обработки
информации в сложных системах.
Кибернетика пригодна для исследования
любой системы, которая может записывать,
накапливать и обрабатывать информацию,
благодаря чему ее можно использовать в
целях управления.

12. 2. Информация, информационные процессы, системы, технологии

13.

Термин «информация» происходит от
латинского information, что означает
разъяснение, осведомление, изложение.
В широком смысле информация – это
отражение реального мира, выражаемое в
виде сигналов и знаков. Сигналы отражают
физические характеристики различных
процессов и объектов.

14.

ИНФОРМАЦИЯ - это сведения, снимающие
неопределенность об окружающем мире,
которые являются объектом хранения,
преобразования, передачи и
использования.
Сведения - это знания, выраженные в
сигналах, сообщениях, известиях,
уведомлениях и т.д.

15.

Данными называется информация,
представленная в удобном для обработки
виде. Данные могут быть представлены в
виде текста, графики, аудиовизуального
ряда.
Представление данных называется
языком информатики, представляющим
собой совокупность символов, соглашений и
правил, используемых для общения,
отображения, передачи информации в
электронном виде.

16.

Действия, выполняемые с информацией,
называются информационными процессами
(ИП).
Их можно разложить на следующие
составляющие: сбор, обработку, передачу,
хранение, поиск и защиту информации.
Составляющие ИП обеспечиваются
наличием информационной системы.

17.

Информационная система (ИС) – это
взаимосвязанная совокупность средств,
методов и персонала, используемая для
сохранения, обработки и выдачи
информации с целью решения конкретной
задачи.
Современное понимание ИС
предусматривает использование
компьютеров, оснащенных
специализированными программными
средствами. Компьютеры являются
технической базой и инструментом ИС.

18.

Информационная технология (ИТ) – это
процесс, использующий совокупность
средств и методов сбора, обработки и
передачи данных для получения
информации нового качества о состоянии
объекта, процесса или явления.
Цель ИТ – производство информации для
её анализа человеком и принятия на её
основе решения по выполнению какоголибо действия.

19.

Внедрение компьютеров и применение
телекоммуникационных средств связи
определили новый этап развития ИТ.
Новая ИТ, обладающая «дружественным»
интерфейсом работы пользователя,
базируется на следующих принципах:
• интерактивный (диалоговый) режим
работы с компьютером;
• интегрированность с другими
программными продуктами;
• гибкость процесса изменения данных и
постановок задач.

20.

В качестве инструментария ИТ
используются распространенные виды
программных продуктов:
• текстовые процессоры;
• издательские системы;
• электронные таблицы;
• системы управления базами данных;
• электронные календари;
• информационные системы
функционального назначения.

21.

Информатизацией называется
внедрение информационных технологий во
все сферы человеческой деятельности.
Информатизация общества –
организованный социальный и научный
процесс создания оптимальных условий для
удовлетворения информационных
потребностей и реализации прав граждан,
органов государственной власти,
организаций на основе формирования и
использования информационных ресурсов.

22.

Информационное общество – это
общество, в котором большая часть
населения занята управлением
информационными процессами.
Информационная культура – умение
целенаправленно работать с информацией и
использовать для её получения, хранения,
обработки и передачи компьютерные
информационные технологии, современные
технические средства и методы.

23. 3. Классификация информации

24. 1). Информация подразделяется по форме представления на 2 вида:

• дискретная (прерывистая, цифровая)
форма представления информации;
• аналоговая или непрерывная форма
представления информации.

25. 2). По области возникновения выделяют информацию:

• элементарную, отражающую процессы,
явления неодушевленной природы;
• биологическую, отражающую процессы
животного и растительного мира;
• социальную, отражающую процессы
человеческого общества.

26. 3). По способу передачи и восприятия различают следующие виды информации:

• визуальную, передаваемую видимыми
образами и символами;
• аудиальную, передаваемую звуками;
• тактильную, передаваемую ощущениями;
• органолептическую, передаваемую
запахами и вкусами;
• машинную, выдаваемую и воспринимаемую
средствами ВТ.

27. 4). Информацию, создаваемую и используемую человеком, по общественному назначению можно разбить на три вида:

• личную, предназначенную для конкретного человека;
• массовую, предназначенную для любого желающего
ее пользоваться;
• специальную, предназначенную для использования
узким кругом лиц, занимающихся решением сложных
специальных задач в области науки, техники,
экономики.

28. 5). По способам кодирования выделяют следующие типы информации:

• символьную, основанную на использовании
символов – букв, цифр, знаков и т.д.;
• текстовую, основанную на использовании
комбинаций символов, их сочетания и порядка
следования;
• графическую, основанную на использовании
произвольного сочетания в пространстве
графических примитивов.

29. 4. Свойства и качества информации

30. Свойства информации можно рассматривать в трех аспектах:

• техническом - это точность, надежность,
скорость передачи сигналов и т.д.;
• семантическом - это передача смысла текста
с помощью кодов;
• прагматическом - это насколько эффективно
информация влияет на поведение объекта.

31.

Качество информации можно определить
как совокупность свойств, обуславливающих
возможность её использования для
удовлетворения определённых потребностей.
Возможность и эффективность
использования информации для управления
обуславливается
такими её показателями качества, как:

32.

достоверность,
полнота,
точность,
ценность
своевременность,
понятность,
доступность,
краткость и др.

33.

Информация достоверна, если она
отражает истинное положение дел.
Достоверная информация со временем
может стать недостоверной, так как она
обладает свойством устаревать.
Информация полна, если её достаточно
для понимания и принятия решений.
Точность информации определяется
степенью ее близости к реальному
состоянию объекта, процесса, явления и
т.п.

34.

Ценность информации зависит от того,
насколько она важна для решения задачи.
Только своевременно полученная
информация может принести ожидаемую
пользу.
Если ценная и своевременная
информация выражена непонятным
образом, она может стать бесполезной.
Информация понятна, если она выражена
языком, на котором говорят те, кому
предназначена эта информация.

35.

Информация должна преподноситься в
доступной (по уровню восприятия) форме.
Поэтому одни и те же вопросы по-разному
излагаются в учебниках и научных изданиях.
Информацию по одному и тому же вопросу
можно изложить кратко или пространно
(подробно). Краткость информации
необходима в справочниках, энциклопедиях,
учебниках, всевозможных инструкциях.

36. 5. Измерение информации. Понятие вероятности. Формулы Хартли и Шеннона

37. Измерить информацию можно двумя способами:

1. субъективно (оценить степень важности
информации, тогда одна и та же
информация для одного человека будет
нести большую, а для другого меньшую
ценность);
2. объективно (ввести единицу измерения
информации).

38.

Впервые объективный подход к измерению
информации был предложен американским
инженером Ральфом Хартли в 1928 году,
затем в 1948 году обобщен американским
учёным Клодом Элвудом Шенноном.

39.

Вероятность - численная мера
достоверности случайного события, которая
при большом числе испытаний близка к
отношению числа случаев, когда событие
осуществилось с положительным исходом, к
общему числу случаев.
Два события называют равновероятными,
если их вероятности совпадают.
Например, при бросании монеты: «выпала
решка», «выпал орел».

40.

Вероятность достоверного события
(которое обязательно должно произойти) равна 1,
невозможного события (не произойдёт
никогда) – 0.
Вероятность случайного (которое может
произойти, а может не произойти) события лежит
в интервале (0,1)
Например: вероятность выпадения
каждой из граней при игре в кости – 1/6.

41.

Хартли рассматривал процесс получения
информации как выбор одного сообщения
из конечного наперед заданного множества
из N равновероятных сообщений, а
количество информации I, содержащееся в
выбранном сообщении, определял как
двоичный логарифм N.

42. Формула Хартли:

I log 2 N
Из которой следует, что N = 2I, где
I - количество информации,
N - количество возможных равновероятных
событий.

43.

Один разряд двоичного числа позволяет
сформировать два знака (символа): 0 и 1.
То есть N = 2, а количество информации
I = 1 бит.
Для восьмиразрядного числа N = 256 (28),
тогда I = 8 бит = 1 байт.

44. Формула Шеннона:

N
I ( p1 log 2 p1 p2 log 2 p2 p N log 2 p N ) pi log 2 pi
i 1
где pi – вероятность появления i-го
сообщения.
Если вероятности p1, … pN равны, то
каждая из них равна 1/N, и формула Шеннона
превращается в формулу Хартли.

45. 6. Единицы измерения информации в компьютере

46.

Поскольку каждый регистр
арифметического устройства и каждая
ячейка памяти состоит из однородных
элементов, а каждый элемент может
находиться в одном из двух устойчивых
состояний (которое можно отождествить с
нулём и единицей), то Шенноном была
введена единица измерения информации –
бит.

47.

Все команды и все данные в компьютере
представлены комбинациями битов.
То есть, все виды информации – текст,
звук, графика, видео в компьютерной
технологии отображаются конечными
наборами двух цифр: 1 и 0.

48.

Бит – наименьшая единица измерения .
На практике чаще применяется более
крупная единица – байт, равная восьми
битам.
Именно восемь битов требуется для того,
чтобы закодировать любой из 256 символов
алфавита клавиатуры компьютера (256=28).

49. Широко используются также еще более крупные 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.
1 Экзабайт (Эбайт) = 1024 Пбайт = 260 байт.