- •Информатика
- •Информация и информатика
- •Кодирование данных двоичным кодом
- •Структуры данных
- •Устройство персонального компьютера
- •Структурная схема пк
- •Архитектура современных программных средств
- •Прикладное программное обеспечение
- •Средства обработки текстовой информации
- •Средства обработки графической информации
- •Средства численных и символьных вычислений
- •Табличная обработка информации (электронные таблицы)
- •Системы управления базами данных (субд)
- •Основные положения
- •Архитектура субд
- •Иерархическая и сетевая даталогические модели субд
- •Реляционные даталогические модели субд
- •Системы управления базами знаний и экспертные системы
- •Пользователь
- •Системы распознавания образов и принятия решений
- •Word 2007: офисная эволюция
- •Меню Office
- •Лента и панель быстрого доступа
- •Мини-панель инструментов
- •Строка состояния
- •Упрощенное создание списков
- •Работа с графикой
- •Объекты SmartArt
- •Темы документа
- •Сохранение в Open Document, pdf и xps
- •Анализ и представление информации
- •Универсальный язык программирования
- •Структура программы. Алфавит. Простейшие конструкции. Выражения
- •Типы данных
- •Примеры операций, допустимых над данными перечисляемого типа:
- •Примеры операций, допустимых над данными интервального типа.
- •Примеры операций, допустимых над данными целого типа
- •Примеры операций, допустимых над данными логического типа.
- •Примеры операций, допустимых над данными символьного типа.
- •Основные операторы
- •Оператор выбора Case
- •0:Writeln(‘Ноль’);
- •1,3,5,7,9:Writeln(‘Нечетное’);
- •2,4,6,8:Writeln(‘Четное’)
- •Организация ввода-вывода
- •Структурированные типы данных: массивы
- •Процедуры и функции
- •Математический процессор Mathcad
- •Компьютерные сети локальные сети
- •Цели создания и преимущества использования локальных компьютерных сетей
- •Особенности организации локальных сетей
- •Одноранговая сеть
- •Сеть с выделенным сервером
- •Топология локальных сетей
- •Топология "кольцо"
- •Топология «шина»
- •Топология "звезда"
- •Методы доступа и протоколы передачи данных в локальных сетях
- •Глобальная сеть интернет
- •Классификация сервисов Internet
- •Электронная почта
- •Сетевые новости Usenet
- •Списки рассылки
- •Система гипермедиа www
- •Система адресации в Internet
- •Доменная система имен
- •Универсальные указатели ресурсов
- •Схемы адресации ресурсов internet
- •Приемы и методы работы со сжатыми данными
- •Алгоритм rle
- •Алгоритм kwe
- •Алгоритм Хаффмана
- •8 Значений
- •16 Значений
- •128 Значений
- •Синтетические алгоритмы
- •Вредоносные программы и борьба с ними
- •Компьютерные вирусы
- •Происхождение термина
- •Классификация
- •Канал распространения
- •Сетевые и файловые черви
- •Троянские программы
- •Антивирусные средства
- •Методы обнаружения вирусов
- •Классификация антивирусов
- •Антивирусные компании и программы
- •Сканер eset nod32 – защита от всех известных вирусов, червей, шпионов и Троянов
- •Spybot-Search&Destroy 1.4 – служба «внутренней контрразведки»
Информатика
Конспект лекций
Автор: доцент, к.ф.м.н. Шевелев Г.Е.
Дата актуализации: 01.01.2012 г.
Информация и информатика
Информация в материальном мире
Мы живем в материальном мире и окружены физическими телами либо физическими полями. Физические объекты находятся в состоянии непрерывного движения, которое сопровождается обменом энергии.
Все виды энергообмена сопровождаются появлением сигналов. При взаимодействии сигналов с физическими телами происходит регистрация сигналов, при этом образуются данные. Данные – это зарегистрированные сигналы. Они несут информацию о событиях, произошедших в материальном мире. Но данные не тождественны информации. Например, прослушивая передачу на незнакомом языке, мы получаем данные, но не получаем информации, т.к. не владеем методом преобразования данных в известные нам понятия. Таким образом, информация – это продукт взаимодействия данных и адекватных им методов. Как и всякий объект, она обладает свойствами.
С точки зрения информатики наиболее важными свойствами информации являются:
Объективность и субъективность. Более объективной считается та информация, в которую методы вносят меньший субъективный элемент. Поэтому фотография дает более объективную информацию, чем рисунок того же объекта. В ходе информационного процесса степень объективности информации всегда понижается
Полнота - характеризует качество информации и определяет достаточность данных для принятия решений.
Достоверность. Она снижается при наличии «информационного шума».
Адекватность. – это степень соответствия реальному объективному состоянию дела.
Доступность – мера возможности получить ту или иную информацию.
Актуальность – это степень соответствия информации текущему моменту времени.
Данные
Кодирование данных двоичным кодом
Данные – составная часть информации. Данные могут храниться и транспортироваться на носителях различных видов (бумага, магнитные диски, фотография и т.д.). Любой носитель можно характеризовать параметром разрешающей способности (количество данных, записанных в единице измерения для данного носителя) и динамическим диапазоном (логарифмическое отношение интенсивности амплитуд максимального и минимального регистрируемого сигналов). От этих свойств носителя нередко зависит полнота, доступность и достоверность информации. Задача преобразования информации с целью смены носителя является одной из важнейших задач информатики.
В ходе информационного процесса данные преобразуются из одного вида в другой с помощью методов. Обработка данных включает в себя множество различных операций. Можно выделить следующие основные операции:
сбор данных – накопление информации;
формализация данных – приведение данных, поступающих из разных источников, к одинаковой форме;
фильтрация данных – отсеивание «лишних» данных, в которых нет необходимости для принятия решений;
сортировка данных – упорядочение данных по заданному признаку;
архивация данных – организация хранения данных в удобной и легкодоступной форме;
защита данных – комплекс мер для предотвращения утраты, воспроизводств и модификации данных;
транспортировка данных – прием и передача данных между удаленными участниками информационного процесса;
преобразование данных – перевод данных из одной формы в другую или из одной структуры в другую.
Работа с информацией может иметь огромную трудоемкость и ее надо автоматизировать. Для автоматизации работы с данными, относящимися к различным типам, важно унифицировать их форму представления. Для этого используются прием кодирования, то есть выражение данных одного типа через данные другого типа. Естественные человеческие языки – это не что иное, как системы кодирования понятий для выражения мыслей посредством речи. К языкам близко примыкают азбуки – системы кодирования компонентов языка с помощью графических символов.
Система кодирования в вычислительной технике называется двоичным кодированием и основана на представлении данных последовательностью двух знаков: 0 и 1 – двоичные цифры (binary digit), сокращенно bit (бит).
Одним битом могут быть выражены 2 понятия: 0 или 1 (да или нет).
Двумя битами можно закодировать четыре различных понятия:
00 01 10 11
Тремя битами – восемь:
000 001 010 011 100 101 110 111
Общая формула имеет вид: N = 2m, где
N – количество независимых кодируемых значений;
m – разрядность двоичного кодирования, принятая в данной системе.
Целые числа кодируются достаточно просто – достаточно взять целое число и делить его пополам до тех пор, пока в остатке не образуется 0 или 1. Совокупность остатков от каждого деления, записанная справа налево вместе с последним остатком, и образует двоичный аналог десятичного числа. Например:
19:2 = 9+1 9:2 = 4+1 4:2 = 2+0 2:2 =1+0
Таким образом, 1910 = 100112
Проверка: 1*20+1*21+0*22+0*23+1*24=19
Для кодирования целых чисел от 0 до 256 достаточно иметь 8 разрядов (28=256). 16 бит позволяют закодировать целые числа в диапазоне от 0 до 65535, а 24 бита – уже более 16.5 миллионов разных значений.
Для кодирования действительных чисел используют 80-разрядное кодирование. Число сначала преобразуется в нормализованную форму. Например,
35468, 24627 = 0.3546824627 ∙ 105
мантисса характеристика
Большую часть из 80 бит отводят для хранения мантиссы вместе со знаком числа, а некоторое число разрядов – для характеристики вместе со знаком порядка.
Если каждому символу алфавита сопоставить определенное целое число (например, порядковый номер), то с помощью двоичного кода можно кодировать и текстовую информацию. Для кодирования 256 символов достаточно 8 бит.
Институт стандартизации США ввел в действие систему кодирования ASCII (American Standard Code for Information Interchange – стандартный код информационного обмена США).
В системе ASCII закреплены две таблицы кодирования – базовая и расширенная. Базовая таблица закрепляет значения кодов от 0 до 127, а расширенная относится к символам с номерами от 128 до 255.
Коды от 0 до 31 – это коды для управления выводом данных. Начиная с кода 32 по код 127 размещены коды знаков препинания, цифр, арифметических действий, некоторых вспомогательных символов и символов английского алфавита. Прописные и строчные символы русского языка в компьютерах, работающих на платформе Windows, размещены, начиная с кодов 192(А) по 255(я) – кодировка Windows 1251.
В СССР была разработана система кодирования КОИ -7, в российском секторе Интернет сейчас используют КОИ – 8.
Графическое изображение состоит из мельчайших точек, образующих узор, называемый растром. Так как линейные координаты и яркость каждой точки можно выразить с помощью целых чисел, то растровое кодирование позволяет использовать двоичный код для представления графических данных.
Для кодирования черно-белого изображения достаточно 8-разрядного кода. Для кодирования цветных изображений применяется принцип декомпозиции произвольного цвета на основные составляющие: Красный (Red, R), зеленый (Green,G), синий (Blue,B) – система RGB. Если для кодирования яркости каждой составляющей использовать 256 значений (8 бит), то на кодирование одной точки надо затратить 24 разряда. При этом система кодирования обеспечивает однозначное определение 16,5 миллионов различных цветов, что близко к чувствительности человеческого взгляда.
Кодирование звуковой информации пришло в вычислительную технику позже, поэтому методы кодирования ее двоичным кодом далеки от стандартизации.