69919

Предмет и задачи информатики

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Наскальная живопись клинопись устная речь музыкальные звуки нотные знаки для их записи алфавит телеграф радио телефон телевидение компьютеры вот лишь некоторые звенья цепи попыток совершенствовать способы получения сохранения обработки и передачи информации.

Русский

2014-10-12

102 KB

0 чел.

014                                     КазГАСА                                 Информатика                                                Аймагамбетова С.М.

Казахская головная архитектурно-строительная академия

Активный раздаточный материал

«Информатика»

ФОЕНП

3 кредита

3-й семестр  2014 – 2015 уч.год

Лекция №1: «Предмет и задачи информатики»

Ассистент профессора

Аймагамбетова С.М.

Краткое содержание занятия

1. Основные понятия информатики

Информация – сведения о чем-либо. История человечества – это история того, как человек стремился получить информацию об окружающем его мире, сохранить, использовать, передать ее следующим поколениям. Наскальная живопись, клинопись, устная речь, музыкальные звуки, нотные знаки для их записи, алфавит, телеграф, радио, телефон, телевидение, компьютеры – вот лишь некоторые звенья цепи попыток совершенствовать способы получения, сохранения, обработки и передачи информации. [1] с.15-50.

Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т.п.), несущую смысловую нагрузку и представленному в понятном компьютеру виду.

Термин «информация» происходит от латинского слова informatio, означающего разъяснение, изложение, осведомленность.

Среди основных свойств информации можно выделить следующие:

достоверность, полнота, ценность, своевременность, доступность, краткость и др.

Информатика – наука, изучающая методы сбора, хранения, обработки и передачи информации с помощью средств вычислительной техники.

Термин «информатика» происходит от французских слов information (информация) и automatique (автоматика) - информационная автоматика.

 Основной задачей информатики является систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники. Цель систематизации состоит в выделении, внедрении и развитии передовых, наиболее эффективных технологий, в автоматизации этапов работы с данными, а также в методическом обеспечении новых технологических исследований.

Объектами изучения информатики являются технические, программные и алгоритмические средства.

Hardware – совокупность технических устройств и приборов компьютерной системы.

Software – совокупное название программных и информационных ресурсов (данных), используемых в работе с компьютером.

Brainware – обозначение части информатики, связанной с разработкой алгоритмов и изучением методов и приемов их построения.

Информационные процессы – действия, выполняемые с информацией: получение, хранение, обработка, передача.

Информационные технологии – технологии накопления, обработки и передачи информации с использованием определенных технических средств.

Информационные ресурсы – это идеи человечества и указания по их реализации, накопленные в форме, позволяющей воспроизводить их (книги, статьи, патенты, диссертации, научно-исследовательская и опытно-конструкторская документация, технические переводы, данные о передовом производственном опыте и др).

2. Развитие вычислительной техники

Механические предпосылки

В 1642 году французский математик, физик, философ и богослов Блез Паскаль сконструировал первую в мире механическую счетную машину, известную как суммирующая машина.

В 1673 году машина, созданная немецким математиком и философом Готфридом Вильгельмом Лейбницем, выполняла все четыре арифметических действия.

В 1822 г. английский математик Чарльз Беббидж впервые соединил идею механической арифметической машины Лейбница с идеей программного управления.

 

Историю развития ЭВМ принято разделять на поколения.

ЭВМ первого поколения (конец 50-х – начало 60-х гг.) – это ламповые машины. Ламповые машины потребляли значительно количество электроэнергии, для них требовались большие помещения.

Элементной базой ЭВМ второго поколения (начало 60 гг.) были полупроводниковые приборы: транзисторы (1948 г), диоды и пр. Безотказная работа увеличилась до нескольких сотен часов.

ЭВМ третьего поколения (конец 60-х – начала 70-х гг.). Электронная промышленность стала изготавливать интегральные микросхемы (чипы). Интегральные схемы – это небольшие кристаллы полупроводников, которые содержат несколько сотен и даже тысяч транзисторов.  

ЭВМ четвертого поколения (середина 70-х гг. и по настоящее время) имеют в качестве элементной базы большие интегральные схемы (БИС) со степенью интеграции от 100 до 1000 активных элементов на одну микросхему и сверхбольшие интегральные схемы (СБИС).

К ЭВМ пятого поколения принято относить те вычислительные машины, которые, по сравнению с предыдущими поколениями, обладают качественно новыми способами взаимодействия пользователя ЭВМ с помощью речевых сообщений и графических изображений, способностью вычислительных систем к самообучению, логической и ассоциативной обработке информации, диалогом с пользователем в форме вопросов и ответов. Быстродействие ЭВМ пятого поколения – несколько миллиардов операций в секунду.

3. Кодирование информации в компьютере

Информация передается в виде сообщений от некоторого источника информации к ее приемнику посредством канала связи между ними. Источник посылает передаваемое сообщение, которое кодируется в передаваемый сигнал.

Современные средства вычислительной техники способны обрабатывать различные виды информации: числовую, текстовую, графическую, звуковую.

Каждый из видов информации имеет свои способы кодирования для представления внутри ЭВМ. Тем не менее с точки зрения аппаратуры компьютера любая информация – это последовательность сигналов, кодируемая с помощью нулей и единиц.

Все вычисления и преобразования информации в компьютере происходят в двоичной системе счисления.

Кодирование – это представление информации посредством какого-либо алфавита.

Декодирование – это расшифровка информации

Кодирование символьных данных

Для представления текстовой информации используется 256 (или 28) различных символов. Информационный вес каждого символа равен 8 битам или 1 байту. Для двоичного кодирования одного символа требуется 1 байт, или 8 двоичных разрядов. Двоичный код каждого конкретного символа определяется кодовой таблицей.  

В персональных компьютерах и телекоммуникационных системах применяется международный байтовый код ASCII (American Standard Code for Information Interchange – стандартный код информационного обмена США), используется для внутреннего представления символьной информации.   Каждому символу ASCII соответствует 8-битовый двоичный код:

 A – 01000001, B – 01000010, C – 01000011, D – 01000100.

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.

Система кодирования Unicode (универсальная – международный стандарт кодировки)  основана на 16-ти разрядном кодировании символов. Для представления каждого символа в нем отводится 2 байта. Такая длина кода обеспечивает включение в первичный алфавит 65536 знаков – этого поля достаточно для размещения в одной таблице символов большинства языков планеты. В системе кодирования Unicode все текстовые документы автоматически становятся вдвое длиннее.

Обозначения для измерения количества информации:

Объем информации, необходимый для запоминания одного символа ASCII называется 1 байт

1 бит = 1 разряд (может принимать значение 0 или 1)

1 байт = 8 бит

1 килобайт (кбайт) = 1024 байта = 210 байт;

1 мегабайт (Мбайт) = 1024 кбайт = 220 байт;

1 гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230 байт;

1 терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 240 байт.

1 петабайт (Пбайт)=1024 Тбайт  =  250байт.

1 эксабайт (Эбайт)=1024 Пбайт  =  260 байт.

1 зеттабайт (ЗБайт)=1024 Эбайт =  270 байт.

1йоттабайт (Йбайт)=1024 Збайт =   280 байт.

Скорость передачи информации по линиям связи измеряется в бодах.

1 бод = 1 бит/сек. (например, если пропускная способность устройства составляет 28 Килобод, означает, что с его помощью можно передать по линии по линии связи около 28 тысяч нулей и единиц за одну секунду).

Кодирование графической информации

 Существует два способа представления графической информации:

· растровая (пиксельная);

· векторная.

Форму представления на экране дисплея графического изображения, состоящего из отдельных точек (пикселей), называют растровой.

Минимальным объектом в растровом графическом редакторе является точка. Растровый графический редактор предназначен для создания рисунков, диаграмм.

Распространенная разрешающая способность монитора - 800×600=480 000 точек.

1 пиксель черно-белого экрана кодируется 1 битом информации.

Основными элементами векторной графики являются простые геометрические фигуры. Простейшие элементы, из которых состоит векторное изображение, называются примитивами (точки, отрезки, квадрат, окружность, прямоугольник, эллипс и т.д.). Совокупность фигур и отрезков может изображать какой-то объект, который тоже может иметь определенные параметры.

Кодирование звуковой информации

Если представить звуковой сигнал в виде графика, то он будет иметь форму непрерывно быстроизменяющейся во времени кривой линии.

Для записи и обработки аналогового сигнала с выхода микрофона осуществляется его оцифровка с помощью аналого-цифрового преобразователя.

Множество отдельных компаний разработали свои корпоративные стандарты, но среди них можно выделить два основных направления.

Метод FM (Frequency Modulation)Сложный звук разложен на последовательность гармонических сигналов разных частот, каждый из которых представляет собой правильную синусоиду и может быть описан числовыми параметрами, то есть кодом. Качество звукозаписи не вполне удовлетворительно.

Метод таблично волнового (Wave-Table) синтеза лучше соответствует современному уровню развития техники. В заранее подготовленных таблицах хранятся образцы звуков (сэмплы) множества различных музыкальных инструментов. Числовые коды выражают тип инструмента, номер его модели, высоту тона, продолжительность и интенсивность звука, динамику его изменения, некоторые параметры среды, в которой происходит звучание, прочие параметры, характеризующие особенности звучания. Очень высокое качество звучания реальных музыкальных инструментов.

Задание на СРС:

Измерение и представление информации.

Задание на СРСП:

Классификация и кодирование информации.

PAGE  1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

64717. Коренные народы Ленинградской области и судьбы их языков. История местности, где был основан Санкт-Петербург 364.5 KB
  Большое оживление на водных путях Восточной Европы наблюдалось уже в VIII‒XI в. известный журналист и историк Федор Осипович Туманский посвятил характеристике финноязычных народов их языку и быту. А людей знающих водский язык вдвое меньше.
64719. Чрезвычайные ситуации мирного и военного времени. Характеристика радиационно опасных объектов 240 KB
  Как известно наибольшую техногенную опасность несут в себе аварии и катастрофы на радиационно и химически опасных объектах. За последние 40 лет эксплуатации ПЯТЦ случилось несколько крупных аварий среди них аварии на ядерном реакторе...
64720. Методика вивчення поняття інформаційної системи. Апаратна складова інформаційної системи 226 KB
  Складові комп’ютера системний блок пристрої введення миша клавіатура пристрої виведення монітор принтер. Підготовка комп’ютера до роботи. Коректне завершення роботи з комп’ютером.
64721. Из истории правового регулирования в горном деле 64.5 KB
  В европейских странах где рыночные отношения формировались на основе свободного предпринимательства и где во многом были сохранены достижения античного времени достаточно рано правила ведения горного промысла оформлялись как закон.
64722. Реклама в системе маркетинга 85 KB
  Но чтобы с полученным в результате этого производства товаром стать известным и успешным на рынке необходим целый комплекс мероприятий связанных с продвижением данного товара. Эти мероприятия которые начинаются с момента задумки нового товара и заканчиваются его продажей сбытом и есть маркетинг.
64723. Вода в земной коре 75 KB
  Параметры природных вод и их влияние на миграцию химических элементов гидросфере Параметрами называют количественные характеристики тех или иных свойств объекта. Такими параметрами для воды являются температура. От величины этих параметров зависит очень многое на нашей планете в том числе...
64724. Статистическая обработка результатов измерений 307.5 KB
  Статистическая обработка используется для повышения точности измерений с многократными наблюдениями а также определения статистических характеристик случайной погрешности. Характеристикой этого рассеяния является средний квадрат отклонения среднего арифметического...
64725. Физические основы микросисемной техники. Специальные вопросы микросистемной техники 4.58 MB
  Температуры: масла охлаждающей жидкости топлива воздуха в всасываюшем насосе воздуха в подкапотном пространстве. Наиболее быстро прогрессируют в области МСТ датчики измерения параметров движения химического состава давления и температуры.