Курс лекций по дисциплине «Информатика» (стр. 6 )

2) вероятности шаров 50/100=1/2, 25/100=1/4, 25/100=1/4

3)I= -(1/2 log21/2 + 1/4 log21/4 + 1/4 log21/4) = -(1/2(0-1) +1/4(0-2) +1/4(0-2)) = 1,5 бит.

Количество информации достигает max значения, если события равновероятны, поэтому количество информации можно рассчитать по формуле

Задача2: В корзине лежит 16 шаров разного цвета. Сколько информации несет сообщение, что достали белый шар?

т. к. N = 16 шаров, то I = log2 N = log2 16 = 4 бит.

Контрольные вопросы:

Какие подходы к измерению информации вам известны? Что такое содержательный подход к измерению информации? Что такое алфавитный  подход к измерению информации? Что такое вероятностный  подход к измерению информации? Какова основная единица измерения информации? Сколько байт содержит 1 Кб информации? Приведите формулу подсчета количества информации при уменьшении неопределенности знания? Как подсчитать количество информации, передаваемое в символьном сообщении?

Лекция №6

Тема: «Информационные объекты различных видов»

Цель лекции: изучить основные понятия и виды  информационных объектов.

План лекции:

Термины информация и информатика. Три основные интерпретации понятия "информация". Информационная картина мира. Информационный объект. Действия над информационными объектами.

Информация (от лат. informatio — осведомление, разъяснение, изложение) — в широком смысле абстрактное понятие, имеющее множество значений, в зависимости от контекста. В узком смысле этого слова — сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления. В настоящее время не существует единого определения термина информация. С точки зрения различных областей знания, данное понятие описывается своим специфическим набором признаков. Информация — совокупность данных, зафиксированных на материальном носителе, сохранённых и распространённых во времени и пространстве. Но существуют и информационные объекты.

Информатика - это наука об организации процессов получения, хранения, обработки и передачи информации в системах различной природы. Информатика также изучает возможность автоматизации информационных процессов компьютерными средствами. Персональный компьютер - один из видов компьютеров наряду с многопроцессорными и мультисистемными компьютерами. Сущность же компьютера - это транзисторная технология, которая реализована во всей современной радиотехнике. Более того, процессор как основа компьютера также не является уникальным явлением, так как процессоры сегодня могут иметь как телефоны, телевизоры, так и другие бытовые устройства.

Существует три основные интерпретации понятия "информация".

Научная интерпретация. Информация - исходная общенаучная категория, отражающая структуру материи и способы ее познания, несводимая к другим, более простым понятиям.

Абстрактная интерпретация. Информация - некоторая последовательность символов, которые несут как вместе, так в отдельности некоторую смысловую нагрузку для исполнителя.

Конкретная интерпретация. В данной плоскости рассматриваются конкретные исполнители с учетом специфики их систем команд и семантики языка. Так, например, для машины информация - нули и единицы; для человека - звуки, образы, и т. п.

Мы живем в реальном мире, окруженные разнообразными материальными объектами. Наличие информации об объектах реального мира порождает другой мир, неотделимый от сознания конкретных людей, где существует только информация. Этому миру мы даем разнообразные названия. Одно из таких названий — информационная картина мира.

Познание реального мира происходит через информационную картину мира. Человек формирует собственное представление о реальном мире, получая и осмысливая информацию о каждом реальном объекте, процессе или явлении. Один из способов познания реального мира — это моделирование, которое прежде всего связано с отбором необходимой информации и построением информационной модели. Однако любая информационная модель отражает реальный объект только в ограниченном аспекте — в соответствии с поставленной человеком целью. Отсюда и возникает определенная «ущербность» восприятия мира, если человек изучает его только с одной стороны, определяемой одной целью. Всестороннее познание окружающего мира возможно только тогда, когда существуют разные информационные модели, соответствующие разным целям.

Предположим, мы создали несколько информационных моделей для одного объекта реального мира (рис. 1). Их количество определяется количеством заданных целей.

Рис. Соотношение между объектами реального мира и информационными моделями

Таким образом, модель – это  некий самостоятельный объект, который представляет собой совокупность информации.

Вспомнив понятие объекта, которое определяется как некоторая часть окружающего мира, рассматриваемая как единое целое, можно высказать предположение, что информационную модель, которая не имеет связи с объектом-оригиналом, тоже можно считать объектом, но не материальным, а информационным. Таким образом, информационный объект получается из информационной модели путем «отчуждения» информации от объекта-оригинала.

  Информационный объект — это совокупность логически связанной информации.

Тогда информационный мир будет представлять собой множество разнообразных информационных объектов.

Рис. После разрыва связей с объектами реального мира остается совокупность информационных объектов

Информационный объект, «отчужденный» от объекта-оригинала, можно хранить на различных материальных носителях. Простейший материальный носитель информации — это бумага. Есть также магнитные, электронные, лазерные и другие носители информации.

С информационными объектами, зафиксированными на материальном носителе, можно производить те же действия, что и с информацией при работе на компьютере: вводить их, хранить, обрабатывать, передавать. Однако технология работы с информационными объектами будет несколько иная, нежели с информационными моделями. Создавая информационную модель, мы определяли цель моделирования и в соответствии с ней выделяли существенные признаки, делая акцент на исследовании. В случае с информационным объектом мы имеем дело с более простой технологией, так как никакого исследования проводить не надо. Здесь вполне достаточно традиционных этапов переработки информации: ввода, хранения, обработки, передачи.

При работе с информационными объектами большую роль играет компьютер. Все, что создается в компьютерных средах, будет являться информационным объектом.

Литературное произведение, газетная статья, приказ — примеры информационных объектов в виде текстовых документов. Рисунки, чертежи, схемы — это информационные объекты в виде графических документов. Ведомость начисления заработной платы, таблица стоимости произведенных покупок в оптовом магазине, смета на выполнение работ и прочие виды документов в табличной форме, где производятся автоматические вычисления по формулам, связывающим ячейки таблицы, — это примеры информационных объектов в виде электронных таблиц. Результат выборки из базы данных — это тоже информационный объект.

Довольно часто мы имеем дело с составными документами, в которых информация представлена в разных формах. Такие документы могут содержать и текст, и рисунки, и таблицы, и формулы, и многое другое. Школьные учебники, журналы, газеты — это хорошо знакомые всем примеры составных документов, являющихся информационными объектами сложной структуры. Для создания составных документов используются программные среды, в которых предусмотрена возможность представления информации в разных формах.

Контрольные вопросы:

Что такое  информация? Что такое  информатика? Какие  интерпретации понятия "информация"вам известны? Что из себя представляет информационная картина мира? Что такое  информационный объект? Какие действия над информационными объектами можно проводить?

Лекция №7

Тема: «Компьютер как исполнитель команд. Программный принцип работы компьютера»

Цель лекции: научить  грамотно использовать компьютер в учебном процессе.

План лекции:

Понятие компьютера. Структурная схема компьютера. Общие принципы работы компьютера. Современный компьютер. Принципы работы компьютера.

Понятие компьютера

По своему назначению компьютер - это универсальный прибор для работы с информацией. По принципам своего устройства компьютер - это модель человека, работающего с информацией. Необходимо знать как и по каким принципам работает компьютер.

Компьютер - это многофункциональное электронное автоматическое устройство для накопления, обработки и передачи информации. Приведем его структурную схему, где стрелками обозначены направления информационных потоков.

Структурная схема компьютера

Общие принципы работы компьютера

Работа компьютера имитирует (моделирует) информационную деятельность. Но компьютер - техническое устройство, поэтому для того, чтобы он выполнил определенные действия, им нужно управлять. Компьютер действует как автоматический формальный исполнитель алгоритмов обработки информации. Это главное свойство любого компьютера. Автоматизм в его работе означает, что некоторые свои действия он выполняет без вмешательства человека в соответствии со следующими общими принципами:

1) двоичное кодирование информации;

2) программное управление работой компьютера (идея Чарльза Бэббиджа)

3) хранимая программа.

Современный компьютер.

Современный компьютер - это единство аппаратных средств (hardware) и программного обеспечения (software). Компьютерная программа - это закодированная информация о действиях, которые предписываются выполнить компьютеру, алгоритм для исполнения компьютерам, записанный или на языке машинных двоичных кодов, или на специальном языке программирования. Чтобы на компьютере можно было решать задачи, нужна совокупность программ - программное обеспечение, классификацию которого отражает схема.