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

25200. М. Вебер «Протестантська етика та дух капіталізму» 35 KB
  Вебер Протестантська етика та дух капіталізму М. Вебер один з найвизначніших соціологів автор роботи Протестантська етика та дух капіталізму 1907 яка вважається однією з найкращих з аналізу причин виникнення сучасного капіталізму. Щодо духу капіталізму то під ним Вебер розуміє комплекс звязків що існують в історичній дійсності які ми розглядаємо як єдине ціле під кутом їх культурного значення. Риси капіталізму можна побачити ще в Древньому Китаї Індії Вавилоні.
25201. Суперечка між західниками та слов’янофілами 26.5 KB
  Суперечка між західниками та словянофілами західники виступали за ліквідацію кріпосного права і розвиток Росії за західним взірцем Герцен Огарев розвиток ідей Просвітництва словянофіли обґрунтування необхідності особливого порівняно з західноєвропейським самобутнього шляху розвитку Росії Киреевский Хомяков основою суспільного життя вважали релігію а саме православя Лише народи що сповідують православя і перш за все росіяни можуть розраховувати на прогрес а інші народи лише тією мірою якою вони сприймуть православну...
25202. Емпіризм і Раціоналізм у філософії Нового часу 26.5 KB
  Емпіризм філософський напрям що визнає чуттєвий досвід джерелом знань і вважає що зміст знання може бути представлен в досвіді або зводитись до нього. Емпіризм зіштовхнувся з труднощами виокремлення вихідних компонентів досвіду і реконструкції на цій основі усіх видів і форм знання. Його девізом було знання сила тому головними методами пізнання він вважав спостереження аналіз експеримент порівняння. Джерелом пізнання людини є враження відчуттів які виникають під впливом матеріальних обєктів.
25203. Філософія неогегельянства 28.5 KB
  Центральний пункт гегелівської діалектики вчення про протилежності оцінюється як хибне МакТаггарт. Абсолютний дух розглядається як сукупність індивідуальних свідомостей МакТаггарт як вища форма індивідуальності Бозанкет.
25204. І.Кант Пролегомени до всякої майбутньої метафізики 29.5 KB
  Сутність метафізики: розум займається виключно самим собою і знайомство з обєктами які набуваються безпосередньо від роздумів над своїми власними поняттями не потребуючи для цього досвіду взагалі; таке пізнання не виводиться з досвіду. Кожний окремий досвід є тільки частина всієї сфери досвіду але саме абсолютне ціле всього досвіду не є досвід і тим не менш складає проблему для розуму. Поняття ж розуму мають повноту тобто збираючу єдність усього можливого досвіду і стають трансцендентними. Таким чином як розсудок потребує для досвіду...
25205. Постсруктуралізм як самокритика структуралізму 28 KB
  критика авторасубєкта і літературного твору в якості його продукту. Якщо для структуралізму структура це самодостатнє ціле яке не потребує ні адресата ні комунікативної ситуації ні автора автор лише простий виконавець структурних приписів то з позиції П. проголошує війну на два фронти і проти структури і проти автора які пригнічують будьяку різноманітність і різнобарвя дійсності. протиставив принцип багатозначного прочитання твору; а структуралістському розчиненню автора в мові його розєднанню на множину дискурсивних...
25206. Жак Дерріда: людина і світ як текст 28.5 KB
  Жак Дерріда: людина і світ як текст Дерріда ключова фігура постструктуралізму і деконструктивізму. Класична філософія вичерпала себе метод її подолання деконструкція яка націлена на знищення метафізичних смислів що містяться в тексті. Мета звільнення від метафізики присутності задля можливості розуміти текст як феномен який сам себе породжує.Відкриття того що говорить текст 2.
25207. Cубстанційна концепція моральних добра і зла 35 KB
  Добро і зло в цих системах мають субстанційну природу це два самостоятельних рівноправних початка світу. Боротьба цих двох початків визначає розвиток світу. Добро і зло в данному випадку онтологізуються це надлюдські сили які складають дуальну основу світу. Абсолютне Благо верховний принцип існування нерухомого світу ідей і матерія як косное неструктурированное начало составляют вместе рамки проявления добра и зла их онтологічна основа.
25208. Християнське обґрунтування моралі. Євангельська моральна доктрина 44 KB
  Підставою всього ранньохристиянського світогляду була абсолютна орієнтованість на Бога як джерела й ціль будьяких чел. Шлях до Бога є шлях порятунку через народження понад і фізичну смерть. є подоба Бога. образа Бога.