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

15472. Гетьманщина на початку 18 ст. Гетьман Іван Мазепа 36 KB
  Гетьманщина на початку 18 ст. Гетьман Іван Мазепа. На кінець ХVІІ ст. Лівобережжя перетворилося на центр політичного і культурного життя в Україні. Цей край українці називали Гетьманщиною а росіяни Малоросією. Старшина фактично витиснула рядових козаків з вищих посад і ві...
15473. Відновлення козаччини на правобережній України в середині 80х рр. 17 ст 52 KB
  Відновлення козаччини на правобережній України в середині 80х рр. 17 ст. С.Палій Після поразки Української революції подальшу долю українських земель визначали сусідні держави Польща Росія та Туреччина. Згідно з умовами Бахчисарайського договору 1681 територія між Дні...
15474. Пилип Орлик та його конституція 1710 року 27.5 KB
  Пилип Орлик та його конституція 1710р. Після смерті І. Мазепи на загальній раді старшина та Військо Запорізьке під головуванням кошового отамана К. Гордієнка 5 квітня 1710 р обрали гетьманом України в еміграції Пилипа Орлика. Він походив із чеськопольського роду. Закінчи...
15475. Наступ царизму на автономію України. Остаточна ліквідація гетьманського правління 36.5 KB
  Наступ царизму на автономію України. Остаточна ліквідація гетьманського правління. Проводячи колонізаторську політику царський уряд поступово ліквідовував автономію України. Катерина II вирішила скасувати її остаточно. У відповідь на прохання козацької старшини у 176...
15476. Соціально-економічний розвиток Лівобережної та Слобідської України у 18 ст. Юридичне оформлення кріпосного права 26.5 KB
  Соціальноекономічний розвиток Лівобережної та Слобідської України у 18 ст. Юридичне оформлення кріпосного права. На Лівобережній та Слобідській Україні в другій половині XVIII ст. панували феодальнокріпосницькі відносини. Основну роль відігравало сільське господарс...
15477. Розвиток економіки на правобережжі та західноукраїнських землях у 18 ст. Захоплення західноукраїнських земель Австрією 26.5 KB
  Розвиток економіки на правобережжі та західноукраїнських землях у 18 ст. Захоплення західноукраїнських земель Австрією. Кінець XVIII ст. характеризується зростанням могутності Російської імперії агресивності її зовнішньої політики. Вона загарбала більшу частину укр
15478. Політика Австрійської монархії на західноукраїнських землях в кінці 18 - першій половині 19ст 29 KB
  Політика Австрійської монархії на західноукраїнських землях в кінці 18 першій половині 19ст. Наприкінці XVIII ст. внаслідок поділів Польщі західноукраїнські землі площею понад 60 тис кв. км з населенням 25 млн. осіб у тому числі 2 млн. українців стали колонією Австрійсько
15479. Політичне становище і соціально-економічний розвиток східноукраїнських земель у першій половині 19 ст. Колоніальна політика царизму щодо України 41 KB
  Політичне становище і соціальноекономічний розвиток східноукраїнських земель у першій половині 19 ст. Колоніальна політика царизму щодо України. Україна в російськотурецькій війни 18061812 рр. Як і в попередніх війнах Росії з Туреччиною Україна була найближчим тило...
15480. Механізм поширення збудження по нервових волокнах. Сальтаторна теорія проведення збудження. Фактори, що визначають швидкість поширення збудження 32 KB
  Механізм поширення збудження по нервових волокнах. Сальтаторна теорія проведення збудження. Фактори що визначають швидкість поширення збудження. Розповсюдження збудження по нервовим волокнам здійснюється на основі іонних механізмів генерації потенціалів дії і впли