- •Информатика (Часть -1)
- •Информатика (Часть -1)
- •Содержание
- •Введение
- •1. Информация и информатика
- •Список вопросов для повторения материала раздела
- •2. Информационные процессы в системах управления
- •3. История развития информационных процессов
- •Вопросы для повторения
- •4. Меры и единицы измерения информации
- •4.1. Мера информации синтаксического уровня
- •4.2. Меры информации семантического уровня
- •4.3. Меры информации прагматического уровня
- •4.4. Достоверность информации
- •5.1. Системы счисления
- •5.2. Перевод чисел в системах счисления
- •5.2.1. Перевод двоичных чисел в восьмеричную и шестнадцатеричную системы счисления
- •5.2.2. Перевод чисел из восьмеричной и шестнадцатеричной систем счисления в двоичную систему счисления
- •5.2.3. Перевод чисел в десятичную систему счисления
- •5.2.4. Перевод целых чисел из десятичной системы счисления в систему счисления с основанием q
- •5. 2.5. Перевод дробных чисел из десятичной системы счисления в систему счисления с произвольным основанием
- •5.3. Представление числовой информации в памяти эвм
- •5.3.1. Хранение в эвм целых неотрицательных чисел
- •5.3.2. Представление целых отрицательных чисел
- •5.3.3. Хранение в эвм дробных чисел
- •Вопросы для повторения
- •5.4. Кодирование символьной и графической информации
- •5.4.1. Кодирование символьной информации
- •5.4.2. Кодирование звуковой и видеоинформации
- •Вопросы и задачи для повторения
- •6. Выполнение арифметических операций над числами в различных системах счисления
- •6.1. Выполнение сложения
- •6.2. Выполнение вычитания
- •Так как 1001011001 меньше числа 1011000111, то вычитание произведем из числа 1011000111. Вычтем из него число 1001011001, а к разности припишем знак «-»:
- •6.3. Выполнение умножения
- •6.4. Выполнение деления
- •6.5. Использование дополнительного кода
- •6.6. Выполнение операций при использовании формата хранения с плавающей точкой
- •Вопросы и задачи для повторения материала
- •Федеральный закон Российской Федерации от 27 июля 2006 г. N 149-фз Об информации, информационных технологиях и о защите информации.
Список вопросов для повторения материала раздела
-
Что понимается под термином «информация»? Какими свойствами обладает информация?
-
Как кибернетики и информатика соотносятся между собой?
-
Перечислите основные научные направления информатики. Что общего у этих направлений?
-
Что понимается под термином «информационные технологии»?
-
Что понимается под термином «информационные ресурсы»?
-
Что понимается под термином «информатизация»?
-
Что такое АИС?
-
Что такое АСУ.
-
Что такое АСУ ТП?
-
Что такое АОС?
-
Что такое АСНИ?
-
Что понимается под математическим обеспечением АИС?
-
Что понимается под информационным обеспечением АИС?
-
Что понимается под техническим обеспечением АИС?
2. Информационные процессы в системах управления
Рассмотрим место информационных процессов в системах управления. Познакомимся сначала с понятиями системы и управления.
Система (от греч. sysntema — целое, составленное из частей; соединение), множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство. Выделяют материальные и абстрактные системы. Первые разделяются на системы неорганической природы (физические, геологические, химические и др.) и живые системы (простейшие биологические системы, организмы, популяции, виды, экосистемы); особый класс материальных живых систем — социальные системы (от простейших социальных объединений до социально-экономической структуры общества). Абстрактные системы — понятия, гипотезы, теории, научные знания о системах, лингвистические (языковые), формализованные, логические системы и др. В современной науке исследование систем разного рода проводится в рамках системного подхода, различных специальных теорий систем, в кибернетике, системотехнике, системном анализе и т. д.
Совокупность отношений, заданных на множестве подсистем и элементов, образующих некоторую системы называется структурой системы.
Управление - элемент, функция организованных систем различной природы (биологических, социальных, технических), обеспечивающая сохранение их определенной структуры, поддержание режима деятельности, реализацию их программ. Управление - любое изменение состояния процесса, ведущее к достижению некоторой цели. Процесс называется управляемым, если среди всех воздействий существуют такие, с помощью которого можно добиться поставленной цели.
Управлением называется специально организованное воздействие на систему, преследующее цель достичь желаемых изменений состояния и получить за счет этого видимые нужные реакции.
Большое "сходство процессов управления в различных по своей природе и структуре системах не осталось без внимания ученых. Было установлено, что все процессы управления, где бы они ни протекали и как бы они ни были разнообразны, подчиняются одним и тем же общим объективным законам. Изучение этих законов составляет предмет специальной науки об управлении - кибернетики.
Термин "кибернетика" происходит от греческого слова «кибернетес» - рулевой, кормчий, управляющий. 2000 лет тому назад древнегреческий философ Платон назвал кибернетикой искусство управления кораблем. Долгое время этим термином не пользовались. Около шестидесяти лет назад американский математик Норберт Винер снова ввел этот термин в употребление.
Известный отечественный ученый, академик А. Н. Колмогоров определил кибернетику как науку, которая "...занимается изучением систем любой природы, способных воспринимать, хранить, перерабатывать информацию и использовать ее для управления и регулирования". Другой крупный ученый академик В. М. Глушков определил кибернетику как науку об общих законах преобразования информации в сложных системах.
Р ассмотрим структуру кибернетической системы (КС), состоящей из регулируемого органа, регулирующего органа и каналов прямой и обратной связи (рис. 2.1). В каждой такой системе происходит обмен информацией между ее частями.
Рис. 2.1
Технология управления в самом общем виде включает в себя следующие этапы.
Первый этап (обратная связь) — сбор и подготовка информации о состоянии регулируемого объекта. Сведения об объекте могут быть представлены в виде значений параметров, характеризующих его состояние. Второй этап — переработка полученной информации с цепью получения решений по управлению объектом. При обработке исходной информации решение может быть получено с помощью логико-математических методов. Совокупность действий, выполняемых для формирования решений по управлению объектом (управляющих предписаний), называют алгоритмом управления.
Третий этап управления (прямая связь) — выдача и доведение до исполнителей управляющих предписаний или команд, т.е. командной информации. Следует отметить, что реализация команд (исполнение), осуществляемая людьми или механизмами, не относится к процессу управления.
Таким образом, с кибернетических позиций управление — это выдача командной информации на основании решений, полученных путем переработки информации о состоянии регулируемого объекта.
Рассмотрим пример кибернетической системы. На современных самолетах для облегчения работы пилота устанавливается автоматическое устройство — автопилот. Устройство может вести самолет без участия человека, точно выдерживает заданный курс, скорость и высоту. Автопилот производит измерение (обратная связь) значений скорости, высоты полета, курса и крена и сравнение полученных значений параметров с заданными заранее пилотом. Если, например, самолет отклонится от курса, то автопилот автоматически, в соответствии с алгоритмом управления, определит, на какой угол необходимо отклонить руль, чтобы самолет лег на правильный курс, и сообщит командную информацию (прямая связь) электрической рулевой машине.
Таким образом, основу всякого управления составляют совокупность действий, выполняемых с информацией, информационных процедур образующих информационный процесс.
Эффективность управления находятся в существенной зависимости от последовательности и рациональной организации информационных процедур.
Информационные процессы включают в себя следующие этапы обращения информации:
сбор (восприятие информации;
подготовка (преобразование) информации;
передача информации;
обработка (преобразование) информации;
хранение информации;
отображение (воспроизведение) информации.
Так как материальным носителем информации является сигнал, то реально это будут этапы обращения и преобразования сигналов (рис. 2.2).
Рис. 2.2. Этапы обращения информации
Сбор информации - процесс идентификации и получения информации от различных источников и представление в форме необходимой для дальнейшей передачи и обработки или регистрации.
Под передачей данных понимают процесс перемещения, пересылку данных от источника к приемнику. Схема передачи информации включает в себя передатчик, канал связи и приемник. Для передачи сообщения используют физический процесс (звуковая волна, электрический ток, световой поток, магнитное поле и.т.д.).
Накопление данных (хранение) - процесс перемещения данных во времени, связанный с обеспечением неизменного состояния носителя. Носитель - это материальный перемещаемый в пространстве объект, способный воспринимать информацию и предназначенный для ее хранения в течении длительного времени и позволяющий воспроизводить сохраненную информацию человеком непосредственно или с помощью технических средств.
Регистрацией называется запись информации на носитель в целях ее сохранения и последующего использования.
Обработка информации - любое ее преобразование, проводимое по законам логики, математики, а также неформальным правилам, основанным на здравом смысле, интуиции, обобщенном опыте, сложившихся взглядов и нормах поведения. Результатом обработки является информация, представленная в иных формах (отсортированная иным образом) или содержащая ответы на поставленные вопросы.
Поиском информации называют совокупность операций, методов и процедур, результатом выполнения которых является отбор данных, хранящихся в запоминающем устройстве по заданной теме или запросу.
Отображение и вывод информации из ЭВМ - визуальное представление выводимых данных, вывод в форме речи или звуков.
Вопросы для повторения
-
Что понимается под термином «система»? Что объединяет отдельные элементы в систему?
-
Что понимается под термином «управление»?
-
Что есть сбор информации?
-
Что понимается под передачей информации?
-
Что включает понятие «отображение информации»?
-
Что понимается под термином Хранение и накопление информации.
-
Что понимается под термином Поиск данных.
-
Что понимается под термином Обработка данных.
-
Что понимается под термином регистрация данных.