Предмет и структура информатики. Информационные ресурсы и технологии

Билет 1. Информация

Предмет и структура  информатики.

Информатика – это техническая наука, изучающая вопросы, связанные с поиском, сбором, хранением, преобразованием и использованием информации в самых различных сферах человеческой деятельности. Термин "информатика" происходит от французского слова Informatique и образован из двух слов: информация и автоматика. Этот термин введен во Франции в середине 60-х лет XX ст., когда началось широкое использование вычислительной техники. Тогда в англоязычных странах вошел в употребление термин "Computer Science" для обозначения науки о преобразовании информации, которая базируется на использовании вычислительной техники. Теперь эти термины являются синонимами.

Появление информатики обусловлено  возникновением и распространением новой технологии сбора, обработки  и передачи информации, связанной  с фиксацией данных на машинных носителях.

Современная информатика  может быть представлена следующими составными частями:

Теоретическая информатика. Вычислительная техника. Программное  обеспечение. Информационные технологии.

Теоретическая информатика – это часть информатики, её теоретический базис, включающий ряд математических разделов:

• прикладная дискретная и континуальная (непрерывная) математика
• математическая логика;
• основы вычислений, алгоритмов и моделирования;
• теория автоматов;
• формальные грамматики и языки;
• теория человеко-ориентированного интерфейса;
• искусственный интеллект.

 

Основные направления  разработок, относящихся к области  искусственного интеллекта, – моделирование  рассуждений, компьютерная лингвистика, машинный перевод, создание экспертных систем, распознавание образов и  другие.

Вычислительная  техника – раздел информатики, в котором разрабатываются общие принципы построения компьютерных систем для сбора, ввода, подготовки, хранения, обработки и передачи информации. 

Программное обеспечение связано с разработкой программных средств для компьютерных систем. Отметим основные разделы программирования:

• системное;
• прикладное;
• инструментальное

Системное программирование связано с разработкой интерфейсных систем (операционных систем), протоколов связи для организации обмена данными в сети, прикладное –  с разработкой приложений для  решения задач в различных  предметных областях. Инструментальное программирование нацелено на разработку новых языков программирования.

Информационные  технологии – раздел информатики, связанный с решением вопросов по анализу потоков информации в различных сложных системах, их оптимизации, структурировании, принципам хранения и поиска информации. Ввиду широкого применения информационных технологий в деятельности человека, целесообразно выделить два направления технологий: базовые и прикладные. 
К числу базовых информационных технологий относятся:

• технологии передачи и обмена информацией (коммуникационные и телекоммуникационные технологии);
• технологии построения автоматизированных информационных систем;
• технологии информационной безопасности;
• мультимедиа технологии;
• технологии виртуальной реальности;
• технологии представления знаний;
• сетевые технологии.

Прикладные информационные технологии в различных областях:

• в научных исследованиях;
• в моделировании;
• в проектировании;
• в мониторинге (слежении и контроле);
• в организационном (менеджмент) и техническом управлении;
• в промышленности;
• в обучении и тренинге;
• в образовании.

2. Понятие информации.

Информация - это совокупность сведений (данных), которая воспринимается из окружающей среды (входная информация), выдается в окружающую среду (исходная информация) или сохраняется внутри определенной системы. 

Информация существует в  виде документов, чертежей, рисунков, текстов, звуковых и световых сигналов, электрических и нервных импульсов и т.п.

Важнейшие свойства информации:

• Объективность не зависит от чего-либо мнения
• Полнота; достаточна для понимания и принятия решения
• Достоверность; отражает истинное положение дел
• Доступность;
• Актуальность; важна и существенна для настоящего времени

3.Количество информации.

По мере развития вычислительной техники было введено понятие  информационной емкости сообщения, или информационного объема сообщения. Информационный объем сообщения – количество информации в сообщении, измеренное в битах, байтах или производных единицах (кбайтах, Мбайтах и т.д.). 
 
Рассмотрим измерение информации в теории информации. В теории информации количеством информации называют числовую характеристику сигнала, не зависящую от его формы и содержания и характеризующую неопределенность, которая исчезает после получения сообщения в виде данного сигнала. В этом случае количество информации зависит от вероятности получения сообщения о том или ином событии. Для абсолютно достоверного события (событие обязательно произойдет, поэтому его вероятность равна 1) количество вероятности в сообщении о нем равно 0. Чем невероятнее событие, тем большую информацию о нем несет сообщение. Лишь при равновероятных ответах ответ «да» или «нет» несет 1 бит информации. 
 
Успешные попытки измерения количества информации связаны с работами следующих ученых: Р. Фишера, Р. Хартли, Х. Найквиста, К. Шеннона и основаны на методах математической теории вероятностей. Общая идея состоит в том, что информацию, содержащуюся в сообщении, можно нестрого трактовать в смысле ее новизны или, иначе, уменьшения (снятия) неопределенности наших знаний об объекте.

4.Единицы измерения.

ЭВМ может обрабатывать информацию, представленную только в числовой форме. Любая другая информация (текстовая, графическая) преобразуется в числовую. Так, например, при вводе текста, каждый символ кодируется определенным числом (существуют специальные таблицы кодировки, наиболее известные и распространенные коды ASCII), а при выводе наоборот, каждому числу соответствует изображение определенного символа. 
Поскольку ЭВМ работают в двоичной системе счисления, то все числа представляются с помощью двух цифр - 0 и 1. Признак наличия сигнала можно обозначить цифрой 1, признак отсутствия — цифрой 0. 
Такой двоичный разряд, принимающий значение 0 или 1, называется битом.

 Бит – это наименьшая единица информации в ЭВМ. 
Восемь двоичных разрядов позволяют закодировать 2⁸=256 символов, этого достаточно, чтобы закодировать любую букву, цифру или служебный символ. Нажатие клавиши на клавиатуре приводит к тому, что сигнал посылается в компьютер в виде двоичного числа, которое хранится в кодовой таблице.   
Первые 128 символов (от 0 до 127) – это цифры, прописные и строчные буквы латинского алфавита, управляющие символы. Вторая половина кодовой таблицы (от 128 до 255) предназначена для национальных символов (в том числе кириллицы), математических символов и так называемых псевдографических символов, которые используются для рисования рамок. 
Нужно иметь в виду три особенности алфавита в кодовой таблице и их следствия: 
-прописные и строчные буквы представлены разными кодами, т.е. “А” и “а” – разные объекты;       - латинские и русские буквы имеют разные коды, хотя некоторые визуально неразличимы  
Итак, компьютер способен распознавать только значения бита. Однако он редко работает с конкретными битами в отдельности, а совокупность из 8 битов, воспринимаемая компьютером как единое целое, называется байтом. 
Вся работа компьютера – это управление потоками байтов, которые вводятся в компьютер с клавиатуры, считываются с дисков или передаются по линии связи, преобразовываются по командам программ, записываются на постоянное хранение на магнитный диск или выводятся на экран дисплея или бумагу в виде символов: букв, цифр, значков. 
Для хранения двоичного кода одного символа выделен 1 байт памяти, равный восьми битам. Следующими более крупными единицами информации являются: 
1 Кб (килобайт) = 1024 б (байт) 
1 Мб (мегабайт) = 1024 Кб 
1 Гб (гигабайт) = 1024 Мб. 
1 Тб (терабайт) = 1024 Гб

 

5.Информационные  ресурсы и технологии

Информационные  ресурсы — это идеи человечества и указания по их реализации, накопленные в форме, позволяющей их воспроизводство. Это книги, статьи, документация.

Информационные ресурсы (в отличие от всех других видов ресурсов — трудовых, энергетических, минеральных и т.д.) тем быстрее растут, чем больше их расходуют.

Информационная технология — это совокупность методов и устройств, используемых людьми для обработки информации

Первые информационные технологии основывались на использовании счётов и письменности. Около пятидесяти лет назад началось исключительно быстрое развитие этих технологий, что в первую очередь связано с появлением компьютеров.

В настоящее время термин "информац технология" употребляется в связи с использованием компьютеров для обработки информации. Информационные технологии охватывают всю вычислительную технику и технику связи и бытовую электронику, телевидение и радиовещание.

Они находят применение в  промышленности, торговле, управлении, банковской системе, образовании, здравоохранении, медицине и науке, транспорте и связи, сельском хозяйстве, системе социального  обеспечения, служат подспорьем людям различных профессий. 
   К основным видам информационных технологий относятся следующие. 
   1. Информационная технология обработки данных предназначена для решения хорошо структурированных задач, алгоритмы решения которых хорошо известны и для решения которых имеются все необходимые входные данные. Эта технология применяется на уровне исполнительской деятельности персонала невысокой квалификации в целях автоматизации некоторых рутинных, постоянно повторяющихся операций управленческого труда. 
   2. Информационная технология управления предназначена для информационного обслуживания всех работников предприятий, связанных с принятием управленческих решений. Здесь информация обычно представляется в виде регулярных или специальных управленческих отчетов и содержит сведения о прошлом, настоящем и возможном будущем предприятия. 
   3. Информационная технология автоматизированного офиса призвана дополнить существующую систему связи персонала предприятия. Автоматизация офиса предполагает организацию и поддержку коммуникационных процессов как внутри фирмы, так и с внешней средой на базе компьютерных сетей и других современных средств передачи и работы с информацией. 
   4. Информационная технология поддержки принятия решений предназначена для выработки управленческого решения, происходящей в результате итерационного процесса, в котором участвуют система поддержки принятия решений (вычислительное звено, задающее входные данные и оценивающее полученный результат). 
   5. Информационная технология экспертных систем основана на использовании искусственного интеллекта. Экспертные системы дают возможность менеджерам получать консультации экспертов по любым проблемам, о которых в этих системах накоплены знания. В настоящее время термин «информационная технология» употребляется в связи с использованием компьютеров для обработки информации. Информационные технологии охватывают всю вычислительную технику и технику связи и, отчасти, - бытовую электронику, телевидение и радиовещание