Информатика. Основные понятия. Устройство персонального компьютера

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

      - в двоичной системе счисления  единица измерения – бит;

      - в десятичной – дит (десятичный разряд)

Отметим, что создатели компьютеров отдают предпочтение двоичной системе счисления, так как в техническом устройстве наиболее просто реализовать два противоположных физических состояния: намагниченность в двух противоположных направлениях, прибор пропускающий или нет электрический ток.

      Существуют  более крупные единицы измерения двоичной информации.

Двоичное  слово из восьми знаков = 8 бит = 1 байт; 1024 байта = 1 килобайт (Кб); 1024 Кб = 1 мегабайт (Мб); 1024 Мб = 1 гигабайт (Гб) 

2. Семантическая мера информации.

     Для измерения смыслового содержания информации, т.е. ее количества на семантическом уровне, наибольшее признание получила тезаурусная мера, которая связывает семантические свойства информации со способностью пользователя принимать поступившее сообщение. Для этого используется понятие тезаурус пользователя.

     Тезаурус  — это совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система.

     В зависимости от соотношений между  смысловым содержанием информации S и тезаурусом пользователя Sp изменяется количество семантической информации Iс, воспринимаемой пользователем и включаемой им в дальнейшем в свой тезаурус.

     Характер  такой зависимости показан на рис. 2.2. Рассмотрим два предельных случая, когда количество семантической информации Ic равно 0:

■       при Sp ~ 0 пользователь не воспринимает, не понимает поступающую информацию;

■       при Sp —> °°  пользователь все знает, и поступающая информация ему  не нужна.

                                                                                                                                                                                                                                                                  Рис. 2.2.   Зависимость количества семантической информации, воспринимаемой потребителем, от его тезауруса Ic=f(Sp) 

     Максимальное  количество семантической информации Ic потребитель приобретает при согласовании ее смыслового содержания S со своим тезаурусом Sp (Sp = Sp opt), когда поступающая информация понятна пользователю и несет ему ранее не известные (отсутствующие в его тезаурусе) сведения.

     Следовательно, количество семантической информации в сообщении, количество новых знаний, получаемых пользователем, является величиной  относительной. Одно и то же сообщение  может иметь смысловое содержание для компетентного пользователя и быть бессмысленным (семантический шум) для пользователя некомпетентного.

     При оценке семантического (содержательного) аспекта информации необходимо стремиться к согласованию величин S и Sp.

     Относительной мерой количества семантической  информации может служить коэффициент содержательности С, который определяется как отношение количества семантической информации к ее объему:

C=Ic/Vд

3. Прагматическая мера информации

     Эта мера определяет полезность информации (ценность) для достижения пользователем  поставленной цели. Эта мера также величина относительная, обусловленная особенностями использования этой информации в той или иной системе. Ценность информации целесообразно измерять в тех же самых единицах (или близких к ним), в которых измеряется целевая функция. 

Для сопоставления введенные меры информации представим в табл. 2.1. Таблица 2.1. Единицы измерения информации и примеры

  

Показатели качества информации

1. Репрезентативность. Правильность отбора и формирование информации в целях адекватного отражения свойств объекта.
2. Содержательность. Семантическая емкость информации.
3. Достаточность. Информация содержит минимальный, но достаточный для принятия правильного решения состав (набор показателей)
4. Доступность. Семантическая форма информации преобразуется в соответствии с тезаурусом пользователя.
5. Актуальность. Степень сохранения ценности информации для управления в момент её использования.
6. Своевременность. Поступление информации не позже заранее назначенного времени.
7. Точность. Степень близости получаемой информации к реальному состоянию объекта, процесса, явления.

Для цифрового кода существуют следующие понятия  точности:

- формальная  точность, измеряемая значением единицы младшего разряда числа.

- реальная  точность, определяемая значением  единицы последнего разряда числа,  верность которого гарантируется.

- максимальная  точность, которую можно получить  в конкретных условиях функционирования системы.

- необходимая  точность, определяемая функциональным  назначением показателя. 

8. Достоверность. Свойство информации отражать реально существующие объекты с необходимой точностью.
9. Устойчивость. Способность информации реагировать на изменения исходных данных без нарушения необходимой точности.

 

Важным понятием при работе с информацией является классификация объектов.

      Классификация – система распределения объектов (предметов, явлений, процессов, понятий) по классам в соответствии с определённым признаком.

      Свойства  информационного объекта определяются информационными параметрами, называемыми  реквизитами.

      Реквизит – логически неделимый информационный элемент, описывающий определённое свойство объекта, процесса, деления.

Общая характеристика процессов  сбора, передачи, обработки и накопления информации

 
---

     Развитие  вычислительной техники и программирования сопровождалось эволюцией представлений  о роли информации и  её организации. Одним из свойств компьютеров  является способность хранить огромные объемы информации и обеспечивать легкий доступ к ней. Представление данных определяется исходя из средств и возможностей, допускаемых компьютером и его ПО.

     Современные средства программирования позволяют  оперировать с множествами, массивами, записями, файлами. В более сложных случаях программист может задать динамические структуры данных, память для которых выделяется прямо в процессе выполнения программы. К таким данным относятся линейные списки (одно- и двунаправленные), стеки, деревья, графы.

     В последние годы получило развитие ООП, в котором объект – это некоторое образование, состоящее не только из данных, но и процедур их обработки.

Простые (неструктурированные) типы данных.

      В простых типах данных одному имени  присваивается одно значение.

     В информатике любая константа, переменная, выражение или функция относится к некоторому типу. Фактически тип характеризует множество значений, которые может принимать константа, переменная, выражение или функция. Типы: целые, вещественные, логические, строковый (символьные).

      Для целых и вещественных типов имеются ограничения сверху и снизу, принимаемых значений

      К логическим данным (true, false) применяются операции: Конъюнкция (логическое «и»), Дизъюнкция (логическое «или»), Отрицание (логическое «не»)

Таблица истинности для логических операций

Операция  логическое «и»: Если все значения одинаковые, тогда T

Операция  логическое «или»: Если есть хотя бы одна T, тогда T

Структурированные типы данных.

  Одному имени может соответствовать не одно значение.

      Если  все элементы, образующие структуру однотипны (например целые числа), то структура  является однородной иначе неоднородной.

      Структуру называют упорядоченной, если между ее элементами определен порядок следования. (например структуры с индексом)

      По  способу доступа  упорядоченные структуры  бывают прямого и последовательного доступа. При прямом доступе каждый элемент структуры доступен пользователю в любой момент времени.

      Статической называется та структура, которая имеет фиксированный размер, определяемый заранее. Иначе структура называется динамической. 

Массивы. Однородная упорядоченная статическая структура прямого доступа.

     Массивом  называют однородный набор величин одного и того же типа, называемых компонентами массива, объединённых одним общим именем (идентификатором) и идентифицируемых (адресуемых) вычисляемым индексом.

      Компонентами  массива могут быть массивы. В  этом случае получаем массив массивов – многомерный массив.

Запись. Неоднородная упорядоченная статическая структура прямого доступа.

      Запись  – набор именованных компонент (полей, часто разного типа), объединённых одним общим именем и идентифицируемых (адресуемых) с помощью как имени записи, так и имен полей. (Запись B. Поле записи Name. Обращение  

Множества. 1,2,4,10. Операции: объединение (+); пересечение (*); вычитание (-); принадлежность элемента множеству. Однородная неупорядоченная динамическая структура последовательного доступа. 

Файл (очередь). Однородная упорядоченная динамическая структура последовательного доступа. Очередь – линейно упорядоченный набор следующих друг за другом компонент, доступ к которым происходит по следующим правилам: новые компоненты могут добавляться лишь в хвост очереди; значения компонент могут читаться (извлекаться) лишь в порядке следования компонент от головы к хвосту очереди. Такой принцип извлечения и добавления компонент к очереди часто называется «Первым вошел – первым вышел» (FIFO)