Шпаргалка по "Информатике"

1. Информа́тика (ср. нем. Informatik, фр. Informatique, англ. computer science — компьютерная наука — в  США, англ. computing science — вычислительная  наука — в Великобритании) —  наука о способах получения,  накоплении, хранении, преобразовании, передаче и использовании информации. Она включает дисциплины, так или иначе относящиеся к обработке информации в вычислительных машинах и вычислительных сетях: как абстрактные, вроде анализа алгоритмов, так и довольно конкретные, например, разработка языков программирования.

Темами исследований в информатике являются вопросы: что можно, а что нельзя реализовать  в программах и базах данных (теория вычислимости и искусственный интеллект), каким образом можно решать специфические  вычислительные и информационные задачи с максимальной эффективностью (теория сложности вычислений), в каком виде следует хранить и восстанавливать информацию специфического вида (структуры и базы данных), как программы и люди должны взаимодействовать друг с другом (пользовательский интерфейс и языки программирования и представление знаний) и т. п.

Можно выделить следующие направления практических приложений информатики.

Архитектура вычислительных систем (приёмы построения систем, предназначенных  для автоматической обработки данных).

Интерфейсы вычислительных систем (приёмы и методы управления программным и аппаратным обеспечением).

Программирование (приёмы, методы и средства разработки компьютерных программ).

Преобразование  данных (приёмы и методы преобразования структур данных).

Защита информации (приёмы и средства защиты данных).

Автоматизация (функционирование программно-аппаратных средств без участия человека).

Стандартизация (обеспечение совместимости между  форматами представления данных, относящихся к различным типам  вычислительных систем).

 

2. Термин информация происходит от латинского слова informatio – разъяснение, изложение. Первоначальное значение этого термина – «сведения, передаваемые людьми устным, письменным или иным способом». В середине ХХ века термин «информация» превратился в общенаучное понятие, означающее обмен сведениями между людьми, между человеком и автоматом, между автоматами, а также обмен сигналами в животном и растительном мире.

В информатике  под информацией понимается сообщение, снижающее степень неопределенности знаний о состоянии предметов или явлений и помогающее решить поставленную задачу.

Изменение некоторой  физической величины во времени, обеспечивающее передачу сообщений, называется сигналом.

Мы живем в  материальном мире, состоящем из физических тел и физических полей. Физические объекты находятся в состоянии непрерывного движения и изменения, которые сопровождаются обменом энергией и переходом ее из одной формы в другую. Для того чтобы в материальном мире происходил обмен информацией, ее преобразование и передача, должны существовать носитель информации, передатчик, канал связи, приемник и получатель информации. Канал связи представляет собой среду, в которой происходит передача информации. Канал связи объединяет источник и получателя информации в единую информационную систему.

На свойства информации влияют как свойства данных, так и свойства методов её обработки.

Объективность информации. Понятие объективности  информации относительно. Более объективной  является та информация, в которую  методы обработки вносят меньше субъективности. Например, в результате наблюдения фотоснимка природного объекта образуется более объективная информация, чем при наблюдении рисунка того же объекта. В ходе информационного процесса объективность информации всегда понижается.

Полнота информации. Полнота информации характеризует достаточность данных для принятия решения. Чем полнее данные, тем шире диапазон используемых методов их обработки и тем проще подобрать метод, вносящий минимум погрешности в информационный процесс.

Адекватность  информации. Это степень её соответствия реальному состоянию дел. Неадекватная информация может образовываться при создании новой информации на основе неполных или недостоверных данных. Однако полные и достоверные данные могут приводить к созданию неадекватной информации в случае применения к ним неадекватных методов.

Доступность информации. Это мера возможности получить информацию. Отсутствие доступа к данным или  отсутствие адекватных методов их обработки  приводят к тому, что информация оказывается недоступной.

Актуальность информации. Это степень соответствия информации текущему моменту времени. Поскольку информационные процессы растянуты во времени, то достоверная и адекватная, но устаревшая информация может приводить к ошибочным решениям. Необходимость поиска или разработки адекватного метода обработки данных может приводить к такой задержке в получении информации, что она становится ненужной.

Основные виды информации по ее форме представления, способам ее кодирования и хранения, что имеет наибольшее значение для информатики, это:

графическая или  изобразительная — первый вид, для  которого был реализован способ хранения информации об окружающем мире в виде наскальных рисунков, а позднее в  виде картин, фотографий, схем, чертежей на бумаге, холсте, мраморе и др. материалах, изображающих картины реального мира;

звуковая —  мир вокруг нас полон звуков и  задача их хранения и тиражирования  была решена с изобретение звукозаписывающих  устройств в 1877 г.; ее разновидностью является музыкальная информация —  для этого вида был изобретен способ кодирования с использованием специальных символов, что делает возможным хранение ее аналогично графической информации;

текстовая —  способ кодирования речи человека специальными символами — буквами, причем разные народы имеют разные языки и используют различные наборы букв для отображения речи;

числовая —  количественная мера объектов и их свойств в окружающем мире; особенно большое значение приобрела с  развитием торговли, экономики и  денежного обмена; аналогично текстовой  информации для ее отображения используется метод кодирования специальными символами — цифрами, причем системы кодирования (счисления) могут быть разными;

видеоинформация — способ сохранения «живых» картин окружающего мира

бит — является основой исчисления информации в  цифровой технике.

Количество информации - в теории информации -

- мера информации, сообщаемой появлением события  определенной вероятности; или 

- мера оценки  информации, содержащейся в сообщении;  или 

- мера, характеризующая  уменьшение неопределенности, содержащейся в одной случайной величине относительно другой. 

 

3. Системы счисления

Для удобства последующего преобразования дискретный сигнал подвергается кодированию (о кодировании см. в  разделе Кодирование сигнала). Большинство  кодов основано на системах счисления, причем использующих позиционный принцип образования числа, при котором значение каждой цифры зависит от ее положения в числе.

Примером позиционной  формы записи чисел является та, которой мы пользуемся (так называемая арабская форма чисел).

В непозиционных системах счисления величина, которую обозначает цифра, не зависит от положения в числе. При этом система может накладывать ограничения на положение цифр, например, чтобы они были расположены в порядке убывания.

Двоичная система  счисления используется для кодирования дискретного сигнала, потребителем которого является  вычислительная техника. Такое положение дел сложилось исторически, поскольку двоичный сигнал проще представлять на аппаратном уровне. В этой системе счисления для представления числа применяются два знака – 0 и 1.

Шестнадцатеричная система счисления  используется для кодирования дискретного  сигнала, потребителем которого является хорошо подготовленный пользователь –  специалист в области информатики. В такой форме представляется содержимое любого файла, затребованное через интегрированные оболочки операционной системы, например, средствами Norton Commander в случае MS DOS. Используемые знаки для представления числа – десятичные цифры от 0 до 9 и буквы латинского алфавита – A, B, C, D, E, F.

Десятичная система  счисления используется для кодирования  дискретного сигнала, потребителем которого является так называемый конечный пользователь – неспециалист в области  информатики (очевидно, что и любой  человек может выступать в  роли такого потребителя). Используемые знаки для представления числа – цифры от 0 до 9.

Для различения систем счисления, в которых представлены числа, в обозначение двоичных и  шестнадцатеричных чисел вводят дополнительные реквизиты:

для двоичных чисел  – нижний индекс справа от числа в виде цифры 2 или букв В либо b (binary – двоичный), либо знак B или b справа от числа. Например, 1010002 = 101000b = 101000B = 101000B = 101000b;

для шестнадцатеричных  чисел - нижний индекс справа от числа  в виде числа 16 или букв H либо h (hexadecimal – шестнадцатеричный), либо знак  H или h справа от числа. Например, 3AB16 = 3ABH = 3ABh = 3ABH = 3ABh.

Представление информации в ЭВМ 

Чаще всего  информация на компьютере представлена в виде файлов (files). Именно файлы  обычно используют и для передачи данных от программы к программе, и от одного компьютера к другому. Другими словами, файл — это хранилище данных. Кроме того, файл имеет имя и разнообразные атрибуты, важнейшие из которых — дата и время его создания, имя владельца и права доступа.

Все файлы условно можно разделить на две большие группы — текстовые и двоичные. Текстовые файлы предназначены исключительно для представления обычных (plain) текстов. Двоичные файлы не предназначены для непосредственного чтения человеком. С их помощью кодируют графические изображения, звук и большую часть документов, подготовленных с помощью современных офисных пакетов программ, в которые входят текстовые процессоры, средства для работы с электронными таблицами, программы для создания презентаций и некоторые другие. 

 

4. Перевод целых  чисел в другие системы счисления 

Целое число  с основанием 10 переводится в  систему счисления с основанием 2 путем последовательного деления  числа , на основание 2 до получения  остатка. Полученные остатки от деления  и последнее частное записываются в порядке, обратном полученному при делении. Сформированное число и будет являться числом с основанием N2.

Перевод чисел  в десятичную систему осуществляется путем составления степенного ряда с основанием той системы, из которой  число переводится. Затем подсчитывается значение суммы. 

 

5.

Логика высказываний (или пропозициональная логика) —  это формальная теория, основным объектом которой служит понятие логического высказывания. С точки зрения выразительности, её можно охарактеризовать как классическую логику нулевого порядка. Логика высказываний является простейшей логикой, максимально близкой к человеческой логике неформальных рассуждений и известна ещё со времён античности.

Логическое отрицание (функция НЕ). Логическим отрицанием переменной х называется такая ПФ f1(x), которая имеет значение 1, когда x = 0 и значение 0, когда х= 1. ПФ НЕ обозначается в виде  и читается: «f1 есть (эквивалентно) не х».