Информатика. Информационные технологии. Предмет и задачи информатики

(Базовый  курс)

1. Информатика. Информационные технологии. Предмет и задачи информатики  

Информационное  общество — общество, в котором большинство работающих занято производством, хранением, переработкой и реализацией информации, особенно высшей ее формы — знаний. 

Информатизация  общества — организованный социально-экономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей и реализации прав граждан, органов государственной власти, органов местного самоуправления, организаций, общественных объединений на основе формирования и использования информационных ресурсов

Информационная  культура — умение целенаправленно работать с информацией и использовать для ее получения, обработки и передачи компьютерную информационную технологию, современные технические средства и методы. 

Информационные  ресурсы - в широком смысле - совокупность данных, организованных для эффективного получения достоверной информации. 

Информационные  ресурсы — отдельные документы и отдельные массивы документов, документы и массивы документов в информационных системах (библиотеках, архивах, фондах, банках данных, других информационных системах). 

Информационный  продукт — совокупность данных, сформированная производителем для распространения в вещественной или невещественной форме.

           Информатика – это техническая наука, систематизирующая приемы создания, хранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими. 

Сбор  данных – это деятельность субъекта по накоплению данных с целью обеспечения их полноты. 

Передача  данных - это процесс обмена данными. 

Хранение  данных – это поддержание данных в форме, постоянно готовой к выдаче их потребителю.  

Обработка  данных – это процесс преобразования информации от исходной ее формы до определенного результата. 

Информационная  технология – это система методов и способов сбора, хранения, обработки и передачи данных.

Предмет  информатики составляют  следующие понятия:  

Аппаратное  обеспечение средств вычислительной  техники; 

Программное  обеспечение средств вычислительной  техники; 

Средства  взаимодействия аппаратного и  программного обеспечения; 

Средства  взаимодействия человека с аппаратными  и программными средствами.

В информатике  особое внимание уделяется вопросам  взаимодействия. Для этого даже  введено специальное понятие  – интерфейс. 

Методы  и средства взаимодействия  отдельных компонентов  вычислительной среды  называются интерфейсом.

Выделяют  следующие виды интерфейсов в  вычислительной среде: 

• Аппаратный  интерфейс – взаимодействие отдельных аппаратных компонентов между собой;
• Программный интерфейс – взаимодействие отдельных программных средств;
• Аппаратно-программный интерфейс – совокупность взаимодействия программных и аппаратных средств;
• Пользовательский интерфейс – взаимодействие человека с аппаратными и программными средствами.

Задачи  информатики  

• Архитектура  вычислительных систем (приемы и методы построения систем предназначенных для автоматической обработки данных).
• Интерфейсы вычислительных систем (приемы и методы управления аппаратным и программным обеспечением).
• Программирование (приемы, методы и средства разработки компьютерных программ).
• Преобразование данных (приемы и и методы преобразования структур данных).

• Защита  информации (обобщение приемов, разработка методов и средств защиты данных).
• Автоматизация (функционирование программно-аппаратных средств без участия человека).
• Стандартизация (обеспечение совместимости между аппаратными и программными средствами, а также между форматами представления данных, относящихся к различным типам вычислительных систем).

Термин "информация" происходит от латинского слова "information", что означает сведения, разъяснения, изложение. 

Информация  в наиболее общем понимании — это отражение предметного мира с помощью знаков и сигналов. 

Все  виды энергообмена сопровождаются  появлением сигнала. 

Сигнал  (от лат. signum — знак) - знак, физический процесс (или явление), несущий информацию о каком-либо событии. 

Сигнал  является материальным носителем информации, которая передается от источника к потребителю.  

2.  Данные и информация

Данные – это зарегистрированные сигналы. 

Сигнал  – это изменяющийся во времени физический процесс. 

Характеристика, которая используется для представления  данных, называется параметром сигнала. 

Если  параметр сигнала принимает ряд  последовательных значений и  их конечное число, сигнал называется  дискретным. 

Если  параметр сигнала непрерывная  функция, то сигнал называется  непрерывным. 

Т.о. сигналы бывают  дискретными и  непрерывными. 

Квантование  сигнала - преобразование сигнала в последовательность импульсов. Применяется при преобразовании непрерывной величины в код в вычислительных устройствах.

Совершенно  очевидно, что одни и те же  данные могут в момент потребления  поставлять разную информацию  в зависимости от степени адекватности  взаимодействующих с ними методов.  

I  love you!!! 

Необходимо  четко различать такие понятия  как данные и информация и подчеркивают связь между ними.  

Данные, безусловно, несут  в себе информацию, но они ей не  тождественны.

Для  того чтобы данные стали информацией необходимо наличие методов пересчета одной величины в другую.  

Информационный  процесс, процесс, в ходе которого данные преобразуются в информацию.  

Информация - это продукт взаимодействия  данных и адекватных  им методов  

Данные  – диалектическая  составная часть  информации.  

В  соответствии с методом регистрации  данные могут храниться и транспортироваться  на носителях различных видов.

Для  того чтобы унифицировать форму представления данных используют прием кодирование. 

Кодирование – выражение данных одного типа через данные другого типа. 

Количество  информации – это числовая характеристика сигнала, которая не зависит от его формы и содержания и характеризует степень неопределенности, которая исчезает после выбора (получения) сообщения в виде данного сигнала. 

Измерение  информации. В информатике используются различные подходы к измерению информации: 

Содержательный  подход. Сообщение – информативный поток, который в процессе передачи информации поступает к приемнику. Сообщение несет информацию для человека, если содержащиеся в нем сведения являются для него новыми и понятными  Информация дает знания человеку, а это значит, что сообщение должно быть информативно. Если сообщение не информативно, то количество информации с точки зрения человека = 0.

Алфавитный  подход. Не связывает количество информации с содержанием сообщения. Алфавитный подход – это объективный подход к измерению информации. Он удобен при использовании технических средств работы с информацией, т.к. не зависит от содержания сообщения. Количество информации зависит от объема текста и мощности алфавита. 

Вероятностный  подход. Учитывает вероятность появления сообщений: более информативным считается то сообщение, которое менее вероятно, т.е. менее всего ожидалось. Применяется при оценке значимости получаемой информации. 

Для  измерения информации  вводятся два параметра: количество информации I и объем данных V_^д.

Меры  информации бывают следующие: 

Синтаксическая  мера информации – оперирует с обезличенной информацией, не выражающей смыслового отношения к объекту. 

Объем  данных V^д в сообщении измеряется количеством символов (разрядов) в этом сообщении. В различных системах счисления один разряд имеет различный вес и соответственно меняется единица измерения данных: 

Предположим, что до получения информации  пользователь имеет предварительные сведения о системе , и хочет получить сообщение . Мера неосведомленности пользователя выражена функцией Н(), а дополнительная информация, которую он приобрел I^(). Тогда количество информации I^() определится по формуле: 

I_^()= Н() - Н_^(), 

т.е. количество информации измеряется изменением (уменьшением) неопределенности состояния системы. А Н^() – конечная неопределенность. Если конечная неопределенность обратится в ноль, то количество информации:

I_^()= Н() 

Энтропия  системы Н()  – это мера недостающей информации. 

Энтропия  системы Н(), имеющая N возможных состояний, согласно формуле Шеннона, равна: