Лекции по «Информатике» 2 курс (стр. 3 )

Развитие вычислительной техники связано с именами многих ученых и исследователей. Однако идея создания вычислительной машины - прообраза современных компьютеров, принадлежит выдающемуся математику Джону фон Нейману. Им были разработаны принципы построения вычислительной машины, которая управляется размещенной в ее памяти программой. Первый компьютер, в котором были воплощены эти принципы, был построен в 1949 г. английским исследователем Морисом Уилксом.

Настоящим взрывом в развитии информатики стало появление персонального компьютера (ПК) - первого массового инструмента переработки информации. Это ускорило вторжение информатики в жизнь человека, изменило различные стороны его жизни: работу, досуг, связь, почту и т. д.

Единицы информации

Выше мы говорили о свойствах информации. Теперь зададимся вопросом, можно ли определить количество информации, подобно тому, как определяют длину пути или объем воды в стакане? Оказывается, что это возможно, и существуют единицы информации.

Единицей информации в вычислительной технике является бит. Что такое бит, проще всего понять на примерах ситуаций, когда вам нужно сделать выбор из двух вариантов. Например, вы бросаете монету, которая может упасть стороной «орел» или «решка». До бросания монеты информация о том, какой стороной упадет монета, отсутствует. После того как монета брошена, вы получили информацию равную 1 биту.

Такое же количество информации будет содержаться в ответе на вопрос, кто первым выйдет из подземного перехода: мужчина или женщина. Еще один пример: ваш приятель предлагает вам отгадать, в какой руке он спрятал конфету. Неважно, отгадали вы или нет, - в любом случае вы получите один бит  информации (вместо конфеты - один бит, тоже неплохо).

Бит - это наименьшая порция информации, получаемой при выборе между двумя событиями.

Название «бит» для единицы информации выбрано не случайно. Событие, имеющее два исхода, может быть записано с помощью двух цифр: 0 и 1. Число, которое принимает два значения, называется двоичным числом, или по-английски Binary Digit (сокращенно bit - бит). В опытах с монетой выпадению «орла» можно присвоить значение 0, а «решки» - 1. В случае с отгадыванием конфеты наличие в руке конфеты можно обозначить единицей, а ее отсутствие - нулем.

Несколько позже мы изучим двоичные числа, то есть числа, которые состоят из нулей и единиц. Такими числами в вычислительной технике представляется любая информация.

Бит - единица довольно мелкая, и ее недостаточно для измерения объемов информации, которыми оперируют современные компьютеры и другие вычислительные устройства. Поэтому используют более крупные единицы, основной из них является байт:

1 байт = 23 = 8 бит

Байт кратен биту и представляет собой последовательность из восьми двоичных знаков 0 и 1, например, 10110100 или 00101110.

Еще более крупными единицами информации являются единицы, кратные байту:

1 Кбайт (килобайт) = 210 = 1024 байт

1 Мбайт (мегабайт) = 210 = 1024 Кбайт

1 Гбайт (гигабайт) = 210 = 1024 Мбайт

Обратите внимание, что приставка «кило» означает не 1000, а число 1024. Именно столько дает возведение двойки в десятую степень. Вы спросите, почему именно в десятую степень? Это определяется, прежде всего, соображениями удобства: числа 1000 (=103) и 1024 (=2'°) незначительно отличаются друг от друга. На этапе знакомства с информатикой это помогает быстрее привыкнуть к терминам килобайт, мегабайт и т. д.

Контрольные вопросы

Что такое информация? Назовите известные вам свойства информации. Приведите примеры полной и неполной информации, достоверной и недостоверной информации. Что понимается под свойством распознаваемости информации? Когда можно считать нераспознаваемой информацию, записанную на старую грампластинку? Проанализируйте информацию: «Сегодня был запущен спутник связи» с точки зрения ее полезности, актуальности, достоверности, объективности и полноты. Чем занимается информатика? Какие научные дисциплины легли в основу информатики? Назовите имена ученых, стоявших у истоков информатики. В каких единицах измеряется количество информации? Чему равен 1 Кбайт, 1Мбайт, 1Гбайт?

Информационные процессы

План лекции:

- информационные процессы; - поиск и сбор информации; - схемы обработки и передачи информации; - принципы хранения информации.

Деятельность современного человека тесно связана с различными информационными процессами. Вы сами ежедневно можете участвовать в таких процессах, даже не подозревая об этом. За примерами далеко ходить не надо: это запись домашнего задания в тетрадь, прослушивание радиопередачи или магнитофонной записи, поиск интересующей вас телепрограммы по газете. И это далеко не полный перечень всех видов информационных процессов. Мы еще не назвали примеры процессов, которые непосредственно связаны с обработкой информации при помощи средств вычислительной техники.

К информационным процессам относятся поиск, сбор, обработка, передача и хранение информации.

Системы, в которых осуществляются информационные процессы, называют информационными системами. Такой системой может быть компьютер и человек, телевизор и радиоприемник, разменный автомат в метро и кассовый аппарат в магазине. Информационной системой являются даже книга и ваш дневник, поскольку они выполняют задачи сбора и хранения информации. В книге, которую вы читаете, есть предметный указатель. Такой указатель - пример простейшей системы для поиска информации. Радиотелефон - современный пример системы передачи информации. Примерами информационных систем для хранения информации, помимо печатной продукции, являются электронные базы данных, системы на магнитных и лазерных дисках и т. д. Из систем обработки информации самым ярким примером является компьютер. Впрочем, компьютер совмещает в себе все перечисленные выше системы сбора, обработки, передачи и хранения информации.

Поиск информации

Мы уже назвали простейшие примеры поиска информации с использованием предметного или алфавитного указателей в книге, программы телепередач. Вы можете продолжить список таких примеров, вспомнив библиотечные каталоги, телефонные справочники, рекламные каталоги товаров и проч. Системы, с помо­щью которых выполняется поиск информации, называются информационно-поисковыми системами. Современные информационно-поисковые системы существуют в сети Интернет. Эти системы позволяют найти информацию практически на любую тему: от выращивания кактусов и прогноза погоды до устройства космических аппаратов. Для начала поиска нужно ввести слово или сочетания слов, которые наилучшим образом отражают интересующую вас тему, например, «Киевская Русь» или «саламандра». Подобные слова называются ключевыми словами и представляют собой запрос. Вообще, с запроса информационно-поисковой системе начинается любая процедура поиска. После формулировки запроса выполняется поиск в массиве информации таких документов, которые  удовлетворяют условиям запроса. Успех в проведении поиска во многом  зависит от точности формулировки запроса.

Как мы сказали, в состав поисковой системы обычно входит массив документов, в котором осуществляется поиск. Современные поисковые системы включают в себя не просто массивы документов, а настоящие банки данных. В них хранится различного рода информация, необходимая специалистам для решения практических задач. В современном мире существует огромное число банков данных, представляющих интерес для экономистов и политиков, для юристов и коммерсантов, для инженеров и врачей, для учащихся и студентов.

Сбор информации

Сбором информации можно называть простейшие действия, которые вы уже не раз выполняли. Это занесение новых записей в вашу телефонную книжку, сбор насекомых для коллекции, ежедневное измерение температуры воздуха и т. д. Вообще решение любой задачи, даже самой практической, начинается со сбора информации. Например, чтобы ответить на вопрос, кто правил страной в 17 - 19 веках, вы должны (если не помните) собрать соответствующую информацию из учебников или книг. Чтобы составить дневник погоды за месяц, вам нужно ежедневно отмечать данные о погоде. А для того чтобы знать, какие телефильмы вы сможете посмотреть во время каникул, вам необходимо собрать соответствующую информацию из программ телеканалов.

Более сложным сбором данных занимаются информационные системы, которые работают в различных офисах и на крупных заводах. Деятельность торговой фирмы обязательно связана со сбором информации о поступивших и о проданных товарах, о полученной выручке и т. д. Работа мощного котла на теплоэлектростанции обязательно будет сопровождаться сбором данных о его рабочих параметрах: давлении пара, температуре и т. д. Сбор всех этих данных немыслимо вести вручную, поэтому его предоставляют системам, которые работают в автоматическом режиме. Такие системы обычно называются автоматизированными системами управления, или сокращенно АСУ. Информация, собранная автоматизированными системами, записывается в соответствующие базы данных, на ее основе могут составляться электронные архивы.

Обработка информации

Внешний мир, окружающий человека, воздействует на него непосредственно через органы чувств либо через приборы. Органы чувств дают человеку информацию об окружающей действительности, а задача человека - вовремя эту информацию обрабатывать. Попробуйте не успеть обработать информацию о движении автомашин, когда переходите улицу! Полученная информация об обстановке на дороге после обработки используется вами для ответных действий. Вы принимаете решение, переходить улицу или подождать.

Когда вы переходите улицу, принимаете решение о покупке товара, пересказываете содержание книги, решаете задачу с заданным условием, вы выступаете в роли все той же информационной системы, которая обрабатывает поступающую в нее информацию. Поступившая информация называется входной информацией. Из этой информации после обработки получается качественно новая информация - это выходная информация. В рассмотренном примере перехода улицы входная информация - это данные о движении машин, а выходная информация - это ваше решение, стоит ли переходить улицу в данный момент времени.

Передача информации

Информация передается от источника к получателю информации с помощью сигналов.