- •Конспект лекций по курсу «Информатика» для студентов очной и заочной форм обучения.
- •Базовые положения
- •§.1. Физическое устройство и разумная деятельность мозга
- •§2. Самодостаточная эвм
- •2.1. Память (оперативная память)
- •2.2. Процессор
- •2.3. Программа
- •2.4. Жизненный цикл «Самодостаточной эвм»
- •§3. Язык процессора – базовый язык эвм
- •§4. Реальная эвм. Периферийные устройства
- •§5. Язык программирования. Программа транслятор
- •§6. Язык программирования Pascal
- •6.1. Базовые типы числовых информационных объектов
- •6.2. Явные константы
- •6.3. Оператор описания var
- •Var и1, и2, и3, . . . . ,Иn: Итипа;
- •6.5. Операторы консольного ввода информации
- •6.5.1. Стандартные форматы вывода числовой информации.
- •6.6. Логические переменные
- •6.7. Операторы управления программой
- •6.7.1. Условный оператор if then
- •If Условие then Оператор ;
- •6.7.2. Условный оператор выбора if then else
- •6.8. Метки операторов. Оператор безусловного перехода
- •6.9. Циклические вычисления. Операторы зацикливания
- •Организация циклических вычислений операторами if then goto
- •Программа вычисления корня по формуле Герона.
- •6.9.3. Оператор цикла for to
- •6.9.4. Оператор цикла for downto
- •6.9.5. Оператор цикла while
- •6.9.6. Программа вычисления длины дуги кривой
- •7. Массивы переменных
- •7.1. Программа нахождения экстремальных значений
- •7.2. Программа решения системы линейных алгебраических уравнений
- •8. Сортировка информации
- •8.1. Элементы формальной логики, теории множеств и операций
- •8.2. Упорядоченные структуры информационных объектов
- •8.3. Алгоритм сортировки «поплавок»
- •8.3.1. Программа сортировки массива «на месте»
- •8.3.2. Программа сортировки «индексов» массива
- •8.4. Алгоритм быстрого поиска информации в линейно упорядоченном массиве
- •8.4.1. Программа поиска в отсортированных массивах.
- •9. Символьные переменные
- •9.1.Строковые переменные
- •9.1.1. Программа написания чисел прописью
- •10. Клавиатурное управление эвм
- •§.11. Информационные объекты класса – изображение
- •11.1. Устройство функционированиемонитора
- •11.2. Процедурный язык управления графическим экраном
- •11.3. Оцифровка и масштабирование реальных изображений (чертежей) для последующего их вывода на экран
- •11.4. Пример построения фрагмента графика функции
- •11.5. Ввод и обработка информации в форме изображений
- •§12. Информационные объекты класса – подпрограммы
- •12.1. Подпрограммы типа procedure
- •12.1.1. Пример оформления подпрограммы-процедуры
- •12.2. Подпрограммы класса function
- •12.2.1.Пример оформления подпрограммы-функции
- •12.3. Процедурные языки программирования
- •12.4. Библиотечные модули Unit
- •§13. Динамическое распределение оперативной памяти эвм
- •13.1. Программа использующая динамические переменные
- •§14. Переменные типа record
- •§15. Внешняя память эвм. Работа с файлами
- •15.1. Процедурный язык обработки файлов
- •15.2.Программа “ Жизненный путь файла “
- •15.3. Текстовые файлы
- •§16. Элементы объектно-ориентированного программирования
- •Основная рекомендуемая литература.
Базовые положения
Опр. Всеобщность – окружающие нас и включающие нас материальные и духовные миры.
Опр. Разум (разумная деятельность) - способность выделять из всеобщности части (фрагменты) и устанавливать их взаимосвязи.
Особенность: естественным разумом обладает материя в форме (структуры) мозга.
Опр. Знания – системы частей и их взаимодействий (взаимосвязей) выделяемых разумом из всеобщности.
Особенности: - знания содержатся только в мозге,
- новые знания возникают только в мозге.
Опр. Информация – материальная форма представления (отображения) знаний, которая пригодна для передачи знаний от одного разумного субъекта другому.
Основные свойства (признаки) информации:
-наличие материального носителя (бумага, магнитный диск),
-наличие содержимого, воспринимаемого субъектом-обработчиком как одно из возможных состояний материального носителя.
Опр. Язык – наиболее развитая и универсальная форма представления информации. Язык – система имен (абстрактных символов), которые присваиваются частям всеобщности и их взаимосвязям.
Интересно: разумный субъект общается со своим собственным мозгом посредством того же языка, на котором он общается с другим разумным субъектом...
Опр. Информатика – наука о формах представления и способах преобразования (обработки) информации, проводимых с целью получения новой информации.
Опр. Информационный объект (ИО) – любой материальный носитель, который, сохраняя свою сущность, может находиться в нескольких, различаемых субъектом-обработчиком, состояниях.
Опр. Информация это – состояние материального предмета (носителя), которое разумный субъект способен преобразовывать в знания.
Опр. Операции обработки (ОО) информационного объекта это – известные (выполнимые) последовательности физических воздействий на ИО, которые изменяют содержимое данного ИО сообразно содержимому других ИО.
Особенность: ЭВМ способна преобразовывать информацию в только информацию, преобразованием же информации в знания занимается только сам мозг.
§.1. Физическое устройство и разумная деятельность мозга
Мозг состоит, приблизительно, из 10 миллиардов клеток – нейронов, что сопоставимо с оперативной памятью современных ЭВМ. Каждый нейрон соединяется, приблизительно, десятью тысячами отростками (аксонами) с различными соседями. Структура памяти ЭВМ – строгая последовательность байтов.
Нейрон может находиться в спокойном (пассивном) или возмущенном (активном) состоянии. Принцип передачи возмущений по аксонам – электрохимический. Смена активных и пассивных состояний тактовая, т.е. дискретна во времени. Скорость смены состояний отдельного нейрона оценивается несколькими сотнями тактов в секунду. Быстродействие ЭВМ измеряется сотнями миллионов тактов.
Мозг постоянно создает новые связи (аксоны) между нейронами и уничтожает некоторые старые аксоны, т.к. объем мозга постоянен. Структура байтовой памяти ЭВМ – статична (неизменна).
Типичный режим «разумной» деятельности мозга это – активизация циклически устойчивых (повторяющихся несколько раз) возмущений, пробегающих по некоторым кольцевым цепочкам нейронов.
Опр. Вихревой (кольцевой) образ это - последовательная цепочка нейронов, которая способна некоторое время находиться в устойчивом возбужденном состоянии.
Знания содержатся в нашем мозге в виде динамических систем вихревых образов, а сам вихревой образ является базовым элементом самого понятия «знание».
Основные свойства этого элемента:
- закольцованная структура: отсутствие начала и конца,
эволюционность и динамизм существования: кольцевые образования постоянно объединяются, разъединяются, создаются и уничтожаются.
Феноменологическое описание «разумной деятельности» мозга.
В мозг поступает исходное возмущение, в виде задачи (вопроса) сформулированного на естественном языке, т.е. в виде последовательно направленной цепочки сигналов, которые как-то преобразуется в замкнутые (вихревые) источники-генераторы возмущения.
Генераторы порождают лавинообразное (цепное) возмущение миллионов вихревых образов, большинство из которых очень быстро затухает. Остающиеся активными вихревые образования синхронизируют свои действия.
При успешном решении проблемы, в мозге остается только искомый вихревой образ, который как-то преобразуется в линейную структуру естественного языка, и мы получаем ответ в «понятной нам» форме.
Как кодируется (записывается) информация в форме вихревых образов, как взаимодействуют вихревые образы неизвестно... Более того, в настоящее время, не создан даже подходящий математический аппарат, пригодный для формального описания такого рода динамических объектов.
Современный уровень наших научных знаний о структурной организации знаний в памяти и принципах их создания мозгом, в большей степени соответствует понятию «хаос». Мозг это - «черный ящик», об устройстве которого мы судим только по выдаваемым им конечным результатам.