Тема 1_Информатика Информация

Кафедра

ЛЕКЦИИ ПО ИНФОРМАТИКЕ

Кафедра

Преподаватель

информатики

УГАТУ

информатики

УГАТУ

Для студентов факультета АТС

групп МХ, ММ, СМ, ФМ, АТП, ТМ, ВТ

Рамбургер Ольга Леонардовна

Составители:

Телефон: 8 908 357 68 21

доценты кафедры Информатика

Карчевская Маргарита Петровна

E-mail: ramburger@mail.ru

Рамбургер Ольга Леонардовна

Информатика ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

1

Информатика

ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

2

Кафедра

Кафедра

Тема 1

информатики

информатики

УГАТУ

УГАТУ

Курс «Информатика» относится к циклу

•

Дисциплина Информатика

•

Понятие информации

общих математических и

•

Измерение информации

естественнонаучных дисциплин и

•

Классификация информации по

совместно с ними составляет основу

формам, видам, признакам

подготовки инженеров, без которой

•

Свойства информации

невозможна успешная деятельность

•

Этапы обработки информации

специалистов любого профиля.

в информационных системах

•

Кодирование информации

Информатика ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

3

информатики

Раздел 1: Дисциплина информатика

УГАТУ

информатики

Предыстория информатики

УГАТУ

Кафедра

Кафедра

Информатика ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

6

информатики

Предыстория информатики

информатики

Предыстория информатики

Кафедра

Кафедра

УГАТУ

УГАТУ

Долгое время основными инструментами для

Хранение

Передача

Обработка

передачи и обработки информации были мозг, язык

информации

информации

информации

и слух человека.

Наскальные

Речь

Пальцы

изображения (20-25 тыс

Почта

Абак (счеты)

Первое кардинальное изменение – изобретение

лет назад)

Костровая связь

Таблицы

письменности (3 тыс до н.э.), следующее –

книгопечатание (XV в).

Пергаментные свитки

Оптический

логарифмов (XVII в)

(2 в до н.э.)

телеграф (1794 г)

Логарифмическая

Эти два этапа создали принципиально новую

Бумага (2 в н.э.)

Электрический

линейка

технологию накопления (хранения) и

Книгопечатание (XV в)

телеграф (1832 г)

Машина Паскаля

распространения (передачи) информации.

Фотография (1839 г)

Телефон (1876)

(1645)

Изобретение электричества (XIX в) позволило

Кино (1895 г.)

Арифмометр

Радио (1895)

оперативно передавать и накапливать информацию

Магнитофон

Телевидение

Микрокалькулятор

в любом объеме (телеграф, телефон, радио).

Видеомагнитофон

Информатика ФАТС – 2, 3

курс 1, заочники семестр 1,

2010 г.

7

Информатика ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

8

Кафедра

Предыстория информатики

Кафедра

Информатика

информатики

УГАТУ

информатики

УГАТУ

Бурное развитие науки и промышленности XX в, рост

объемов поступающей информации поставили перед

человеком новую задачу: автоматизировать

обработку информации.

В 1945 – 46 г.г П. Экерт и Дж. Моучли построили первую

цифровую вычислительную машину «ЭНИАК», Дж.

фон Нейман описал принципы работы

автоматических вычислительных устройств, а в 1948

г. К. Шеннон изложил математические принципы

кодирования и передачи информации в работе

«Математическая теория связи».

Эти идеи и составили основу нового научного

Развитие средств передачи информации

направления - информатика.

Информатика

ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

9

Кафедра

Информатика

Кафедра

Информатика

информатики

информатики

УГАТУ

УГАТУ

Слово «Информатика» появилось в 60-х годах, как

Информатика – комплексная научно-техническая

перевод французского термина (Informatique),

дисциплина, занимающаяся:

который образован путем слияния французских слов

-

изучением структуры и общих свойств

информация (Informacion) и автоматика

(Automatique) и означает «Информационная

информации, информационных процессов,

автоматика» или «Автоматизированная переработка

разработкой на этой основе информационной

информации».

техники и технологий;

Кроме Франции этот термин используется в ряде стран

-

решением научных и инженерных проблем

Восточной Европы. В большинстве стран Западной

создания, внедрения и эффективного

Европы и США используется термин – Computer

использования компьютерной техники и

Science (наука о средствах вычислительной

технологий во всех сферах общественной

техники).

практики.

Информатика

ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

11

Информатика

ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

12

Кафедра

Информатика

Кафедра

Теоретическая информация

информатики

УГАТУ

информатики

УГАТУ

Ядро современной информатики образуют три

Основные разделы:

составные части, каждая из которых может

•

теория алгоритмов и автоматов;

рассматриваться как относительно

самостоятельная научная дисциплина:

•

теория информации;

Теоретическая информатика – раздел

•

теория кодирования;

•

математическая логика;

занимается:

• изучением структуры и общих свойств

•

теория формальных языков и грамматик;

информации и информационных процессов;

•

исследование операций и др.

• разработкой общих принципов построения

информационной техники и технологий.

Информатика

ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

13

Информатика ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

14

Кафедра

Информатика

Кафедра

Средства информатизации

информатики

УГАТУ

информатики

УГАТУ

Средства информатизации (технические и

Технические:

•

средства обработки информации;

программные) – раздел занимается:

•

изучением общих принципов построения

•

средства передачи информации;

•

средства хранения информации;

вычислительных устройств и систем обработки,

передачи, хранения и представления

•

средства представления информации.

информации;

Программные:

•

разработкой систем программного обеспечения

•

системное программное обеспечение.

(системного, инструментария технологий

•

инструментарий технологии программирования.

программирования, а также пакетов прикладных

•

пакеты прикладных программ.

программ).

Информатика

ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

15

Информатика ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

16

Кафедра

Информатика

Кафедра

информатики

информатики

Информационные системы и технологии

УГАТУ

УГАТУ

•

ввод/вывод, сбор, хранение, передача и

Информационные системы и технологии – раздел

обработка данных;

занимается:

•

подготовка текстовых и графических

• решением вопросов по анализу потоков

документов;

информации, их оптимизации, структурировании в

•

защита информации;

различных сложных системах;

• программирование, проектирование,

• разработкой принципов реализации в данных

моделирование, обучение, диагностика,

системах информационных процессов.

управление объектами, процессами, системами

(информационно-справочные, информационно-

поисковые системы, современные глобальные

системы хранения и поиска информации,

включая Интернет и т.д.)

Информатика

ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

17

Информатика

ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

18

КафедраСвязь информатики с другими фундаментальными и

Кафедра

Информатика

информатики

прикладными дисциплинами

информатики

УГАТУ

УГАТУ

Информационные процессы – передача, обработка

и накопление информации в виде знаков и

сигналов.

Информационные технологии – организация

информационных процессов с использованием

технических средств и устройств.

Новые информационные технологии –

информационные технологии на базе или с

использованием компьютеров и вычислительных

сетей.

Информатика

ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

19

Информатика

ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

20

Кафедра

Кафедра

Понятие информации

информатики

Раздел 2: Понятие информации

информатики

УГАТУ

УГАТУ

Понятие информации является

одним из фундаментальных в

современной науке вообще и

базовым для информатики.

Информация наряду с веществом

и энергией является

важнейшей сущностью мира, в

котором мы живем.

Прогресс человечества неизбежно влечет к

увеличению общего объема информации, поэтому

значимость информации по отношению к

остальным категориям мироздания постоянно

возрастает.

Информатика ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

22

Кафедра

Понятие информации

Кафедра

Понятие информации

информатики

информатики

УГАТУ

УГАТУ

Если задаться целью формально определить

Можно выделить несколько различных подходов к определению

понятие «информация», то сделать это будет

понятия «информация»:

чрезвычайно сложно.

• В бытовом понимании с информацией обычно

ассоциируются некоторые сведения, данные, знания и т.п.

В широком смысле информация – это отражение

• В философском, информация связана с понятиями

реального мира; в узком смысле информация – это

взаимодействие, отражение, познание.

любые сведения, являющиеся объектом хранения,

• В кибернетическом, информация используется для

передачи и преобразования.

характеристики управляющего сигнала, передаваемого по

линии связи.

Информация не является ни материей, ни энергией. В

• B вероятностном, информация вводится как мера

отличие от них она может возникать и исчезать.

уменьшения неопределенности, что позволяет ее

количественно измерять.

Информатика ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

23

Информатика ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

24

Кафедра

Понятие информации

Кафедра

Биологическая концепция информации

информатики

УГАТУ

информатики

УГАТУ

Особенность информации заключается в том, что

Получение и преобразование информации является

проявляется она только при взаимодействии объектов,

условием жизнедеятельности любого организма. Даже

причем обмен информацией может совершаться не

простейшие одноклеточные организмы постоянно

вообще между любыми объектами, а только между теми

воспринимают и используют информацию, например, о

из них, которые представляют собой организованную

температуре и химическом составе среды для выбора

структуру (систему).

наиболее благоприятных условий существования.

Элементами этой системы могут быть не только люди.

Человек воспринимает окружающий мир (получает

информацию) с помощью органов чувств. Полученная

Обмен информацией может происходить в животном,

человеком информация в форме зрительных, слуховых

растительном мире, между живой и неживой природой,

и других образов хранится в его памяти. А

людьми и устройствами.

человеческое мышление можно рассматривать как

В связи с этим можно выделить биологическую,

процессы обработки информации в мозгу человека.

социальную и техническую концепции информации.

Информатика ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

25

Информатика ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

26

Кафедра

Социальная концепция информации

Кафедра

Техническая концепция информации

информатики

УГАТУ

информатики

УГАТУ

В процессе общения с другими людьми человек передает

и получает информацию. Обмен информацией между

В случаях, когда говорят об автоматизированной работе

людьми может осуществляться в различных формах.

с информацией посредством каких-либо технических

Полученная информация хранится на носителях

устройств, обычно в первую очередь интересуются

информации различных типов (книги, электронные

не содержанием сообщения, а тем, сколько символов

носители информации и др). История человеческого

это сообщение содержит.

общества – это, в определенном смысле, история

накопления и преобразования информации.

Применительно к компьютерной обработке данных под

Весь процесс познания является процессом получения,

информацией понимают некоторую

преобразования и накопления информации (знаний).

последовательность символических обозначений

В настоящее время Интернет позволяет обеспечить для

(букв, цифр, закодированных графических образов и

каждого человека потенциальную возможность

звуков и т.п.), несущих смысловую нагрузку и

быстрого доступа ко огромному объему информации,

представленную в понятном компьютеру виде.

накопленной человечеством.

Информатика ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

27

Информатика ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

28

Кафедра

Понятие информации

Кафедра

Понятие информации

информатики

информатики

УГАТУ

УГАТУ

Для потребителя информации очень важной характеристикой

Наиболее распространенной формой представления

является ее адекватность.

информации является сообщение.

Адекватность информации – это определенный уровень

соответствия образа созданного с помощью полученной

информации реальному объекту, процессу, явлению и т.п.

Сообщение – форма представления

Адекватность информации может выражаться в трех формах

информации в виде совокупности знаков

синтаксической, семантической и прагматической.

(символов), используемая для передачи.

Синтаксическая форма отображает формально-структурные

характеристики информации и не затрагивает ее смыслового содержания

Семантическая форма определяет степень соответствия образа объекта

Любое информационное сообщение обязательно

и самого объекта. При такой форме учитывается смысловое содержание

связано с источником информации, получателем

информации.

информации и каналом передачи сообщения (в

Прагматическая форма отражает отношение информации и ее

технике – это совокупность технических устройств,

потребителя, соответствие информации цели, которая реализуется

в природе – среда распространения).

потребителем на ее основе.

Информатика

ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

29

Информатика

ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

30

Кафедра

Понятие информации

Кафедра

Понятие информации

информатики

информатики

УГАТУ

УГАТУ

Обмен информацией происходит по каналам

передачи сообщений в материально-

Канал передачи

энергетической форме посредством сигнала.

сообщений

Сигнал [signal] - знак, физический процесс или

явление, несущие информацию.

Сигнал есть материальный носитель информации,

средство перенесения информации во времени и

пространстве.

Информатика

ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

31

Информатика

ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

32

Кафедра

Понятие информации

Кафедра

Понятие информации

информатики

УГАТУ

информатики

УГАТУ

Сигналом может быть предмет, символ, физический или

Один и тот же объект может выступать в качестве

химический процесс, явление, т.е. информацию может

разных сигналов: колебания воздуха могут нести

переносить любая материальная структура или поток

звуки музыки, речь лектора или шум самолета.

энергии.

Следовательно, в качестве сигналов используются

не сами объекты, а их состояния.

Посторонние воздействия, нарушающие эти состояния,

называются помехами или шумами.

Условия, обеспечивающие установление сигнального

соответствия состояний и способствующие их

сохранению, называются кодом.

Информатика

ФАТС – 2, 3

курс 1, заочники

семестр 1,

2010 г.

33

Информатика ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

34

Кафедра

Понятие информации

Кафедра

Понятие информации

информатики

информатики

УГАТУ

УГАТУ

Совокупность технических средств для передачи

Источник сообщений – создает сообщение или

сообщений от источника к получателю информации

последовательность сообщений, которые должны быть

называется системой связи.

переданы.

Принятый

Принятое

Передатчик (кодер) – перерабатывает сообщение в сигналы,

Сообщение

Сигнал

которые определенны характеристиками используемого

сигнал

сообщение

Источник

Передатчик

Канал

Приемник

Получатель

канала связи.

сообщений

(кодер)

связи

(декодер)

сообщений

Канал связи – совокупность технических устройств,

Источник

обеспечивающих передачу сигнала от источника к

приемнику. Это аппаратура, осуществляющая

шума

сопряжение выходного (передатчика) и входного

(помехи)

(приемника) сигналов с линией связи, а также сама

линия связи.

Информатика

ФАТС – 2, 3

курс 1, заочники

семестр 1,

2010 г.

35

Информатика ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

36

Кафедра

Понятие информации

Кафедра

Сигналы

информатики

информатики

УГАТУ

УГАТУ

Линия связи – любая физическая среда: пара проводов,

Для образования сигналов могут использоваться объекты,

коаксиальный кабель, область распространения

состояния которых достаточно устойчивы по отношению к

радиоволн (воздух), световод, СD-диск и т.д.

течению времени или к изменению положения в

Приемник (декодер) – восстанавливает сообщение по

пространстве. С этой точки зрения сигналы делятся на

статические и динамические.

сигналам. Сложность приемника обусловлена изменением

формы принимаемых сигналов за счет источника шума

Статические – сигналы, являющиеся стабильными

(помех).

состояниями физических объектов (книга, фотография,

Помехи – любые мешающие возмущения, как внешние

запись на диске, состояние памяти компьютера и т.п.)

(атмосферные), так и внутренние (сама аппаратура

используются преимущественно для хранения

связи), которые вызывают случайные отклонения

информации.

принятых сигналов от переданных.

Получатель – это лицо или аппарат, для которого

Динамические – состояния силовых полей (звуки, световые

и радиосигналы и т.п.) используются преимущественно

предназначено сообщение/

для передачи информации.

Информатика

ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

37

Информатика

ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

38

Кафедра

Сигналы

Кафедра

Сигналы

информатики

информатики

УГАТУ

УГАТУ

Сигналы также делятся на:

Дискретизация с математической точки зрения означает

замену непрерывной функции Z(t), описывающей сигнал

-

непрерывные (аналоговые) сигналы, который могут

аналоговой формы на некотором временном интервале

принимать любое значение в пределах некоторого

[t1,t2], конечным множеством {zi, ti}, i = 0,.., n,

интервала (речь, музыка);

где n – количество точек разбиения временного интервала.

-

дискретные (цифровые) сигналы, которые могут принимать

конечное число значений в пределах некоторого интервала

(текст в книге – дискретная последовательность отдельных

Увеличивая количество точек

букв).

разбиения временного

В соответствии с типами сигналов различают дискретное и

интервала n можно

значительно повысить

непрерывное соообщение, дискретную и непрерывную

точность представления

информацию.

аналогового сигнала.

Преобразование непрерывного сигнала в дискретный

называется дискретизацией.

Информатика

ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

39

Информатика

ФАТС – 2, 3 курс 1, заочники семестр 1, 2010 г.

40