Лекции по курсу «информатика» Лекция 1.

1. Введение. История информатики. Измерение

2. И кодирование информации.

Интуитивно мы понимаем, что такое информация и, поэтому, при получении сообщения используем различные выражения, например:

“ это сообщение не дает мне никакой информации”,

что приводит к пониманию взаимоотношения между информацией и передаваемым сообщением.

В связи с этим и было введено первоначальное понятие: информация(от латинскогоinformatio) - разъяснение, изложение, осведомленность. В дальнейшем, в связи развитием информатизации общества понятие существенно расширилось. Таким образом, широта применения информатики влечет за собой колоссально большую “емкость" понятия информации и, следовательно, большую степень неопределенности и избыточности.

В социальных, “ручных” системах основной носитель информации - документы и, соответственно, - знаки, символы, графики, рисунки, чертежи.

Функция, выдаваемая источником, x(t) может быть непрерывная,дискретнаяи смешанная (рис.1.1):

- непрерывные функции x(t) c непрерывным аргументом t, т.е. значение функции может иметь бесконечное число значений в интервале (x_min, x_max) и бесконечное число значений в интервале (t_min, t_max);

- непрерывные функции x(t) с дискретным аргументом t , т.е. значения функции имеют существенные значения только в определенные выделенные моменты времени t_i ,i= 1n;

- дискретные функции x_i(t), с непрерывным аргументом t, т.е. функция может принимать только конечное число значений, в заданном интервале, x₁(t), x₂(t),..., x_n(t), в то время как аргумент t - произвольное количество значений в заданном интервале;

- дискретные функции x_i(t), с дискретным аргументом t_i, т.е. и функция и аргумент принимают конечное число значений в заданных интервалах.

Отметим, что каковы бы не были источники информации, ИС могут обрабатывать, передавать и хранить только ограниченное количество значений функций и аргумента. Преобразование осуществляется следующим образом.

Съем информации по времени t осуществляется только в определенные моменты t_i,,i= 1n, например, через равные промежуткиt (в принципе интервалы могут быть любыми) (рис.1). Такое преобразование называют дискретизацией(рис.1.1а).

Аналогичные преобразования производят и по значениям функции. Для этого на интервале значений функции (x_min, x_max) выделяют несколько значений, уровней, например, через равные промежутки (случай, аналогичный предыдущему). Такое преобразование называют квантованиемпо уровню (рис.1.1б,в).

Каждой выделенной точке можно сопоставить символ, букву, число (как символ) и т. п., т.е. кодировать, представить в виде некоторых данных, для чего выбираются методыкодирования.

Кодирование- установление соответствия между элементом данных и совокупностью символов, называемой кодовой комбинацией (словом кода); отожествление данных с их кодовой комбинацией.

Несмотря на то, что исходная информация весьма разнообразна, после преобразования требуется представить ее так, чтобы можно было передавать, обрабатывать и хранить в виде данных с помощью универсальных средств (цифровых устройств).

Рис.1.1. Преобразование исходной информации

Информация преобразуется к двоичному представлению, при хранении – это биты, и каждый элемент данных формируется как знаки “1” и “0”. Преобразователи сопоставляют знакам электрические сигналы. На рис. 1.2а. “1”- соответствует высокий потенциал, “0” - низкий на рис.1.2б. - “1” - соответствует серия импульсов, 0” – их отсутствие (динамическая форма).

0

1 0 0 1

Рис.1.2. Представление сигналов в дискретном виде

Таким образом, здесь фактически выбран алфавит из знаков “1” и “0”.