Предмет информатики. Понятие информации

Основные понятия информатики

Задачи

1) В цепи постоянного тока (рис. 1.) напряжением U = 110 В непрерывно в течение одних суток горят лампы H 1 и H 2 мощностью 60 Вт и 40 Вт соответственно. Определить токи ламп, общий ток в цепи, сопротивление нитей накала горящих ламп и стоимость энергии, полученной лампами от сети питания, если стоимость 1 кВт ч электроэнергии равна Х рублей.

Рис.1.

2) Для схемы рис. 2. заданы: внутреннее сопротивление источника R вт = 0,1 Ом и сопротивление проводов линии R л = 0,5 Ом. Определить кпд цепи, если напряжение приемника Ucd и сопротивление R н те же, что и в примере 1.

Рис 2.

3) Допустимая плотность тока в нихромовой проволоке нагревательного элемента кипятильника j = 10 A/мм2. Какой ток I можно пропустить по нихромовой проволоке диаметром d = 0,4 мм?

Информатика - это научная дисциплина, занимающаяся изучением зако­нов, мето­дов и способов получения, хране­ния, преобразования, передачи и исполь­зования ин­формации с помощью компьютеров и других тех­нических средств. Информа­тика стала развиваться с середины XX столетия, ко­гда появились компью­теры (ЭВМ – электронно-вычислительные машины), ориен­тированные на хра­нение и преоб­ра­зо­вание информа­ции.

Несмотря на то, что термин ин­фор­ма­ция используется очень долгое время, его строгого научного определения не существует. Вместо него используется понятие об информации. Понятия отличаются от определений тем, что разные дисциплины в разных областях науки и техники вкладывают в него разный смысл, с тем, чтобы оно в наибольшей степени соответствовало предмету и задачам конкретной дисциплины. Само слово информация происходит от латинского informatio - разъясне­ние, ос­ведомление и его смысл первоначально трактовался как нечто присущее только человеческому сознанию и общению. В наше время среди сотен используемых определений понятия информация наиболее широко используются следующие:

· сообщение сведений, осве­домление о положении дел, о лицах, фактах, процессах независимо от формы их представления

· неопределённость, уменьшаемая в результате получения сообщения

· данные как результат организации символов в соответствии с установленными правилами

· продукт взаимодействия данных и адекватных им методов

Информация может быть дискретной или непрерывной. Дис­крет­ная форма существует в виде последовательностей различных символов; непрерывная ин­формация воплощается в не­прерывно на­блю­даемых процессах. При этом ин­форма­ция может переходить из одного вида в другой.

Информатика как наука объеди­няет в себе ряд научных направ­лений, исследующих раз­ные стороны инфор­мации. Она имеет восемь основных направлений:

1. Теоретическая информатика, ис­пользующая методы математики для по­строения и изучения моделей обработки, передачи и ис­пользо­ва­ния инфор­мации. Является теоретическим фундаментом для всей ин­фор­матики. Включает в себя теорию информации, теорию ал­го­рит­мов, теорию автома­тов.

2. Кибернетика - приклад­ной информатикой в области соз­дания и использования автоматических и авто­матизирован­ных сис­тем управления отдельными объектами или различными сложными сис­темами.

3. Программирование - описание алгоритма решения задачи на языке программирования.

4. Искусственный интеллект - искусственная система, имитирую­щая решение человеком сложных задач в процессе его жизнедея­тельно­сти.

5. Информационные системы - системы обработки данных о какой-либо предметной области со средствами накопления, хранения, об­нов­ления, поиска и выдачи данных.

6. Вычислительная техника - а) отрасль техники, предметом кото­рой является разработка и промышленное производство электрон­но-вы­числительных машин (ЭВМ) и периферийного оборудования для авто­матизации процессов обработки информации и управле­ния; б) наука о методах и средствах автоматизации обработки инфор­мации на ос­нове ЭВМ.

7. Информатика в обществе - наука, изучающая информационные про­цессы и системы в социальной среде.

8. Информатика в природе - наука, изучающая информационные про­цессы, про­те­кающие в биологических системах.

1.2. Понятие об информаци­онных процессах, информа­ци­он­ных техно­логиях и информаци­онных системах

Особенность информации заключается в том, что проявляется она только при взаимодействии объектов, причём обмен информации может совершаться только между теми объектами, которые представляют собой организованную структуру – растения, живые существа, устройства.

Понятие информации предполагает наличие двух объектов – источника информации и приёмника информации. Сохраняется и передаётся информация с помощью какого-либо материаль­ного носителя, который содержит некоторое сообщение, несущее, в свою оче­редь, опреде­лен­ную информацию. Примерами носителей сообщения могут быть бумага, фото- и магнитная плёнка, диски, флэш-карты и т.д.Сообщение и информация - не одно и тоже. Для одной и той же информации могут суще­ствовать раз­личные передающие ее сообщения, например, сообщения на разных язы­ках: "до завтра" и "see you tomorrow" передают одну и ту же инфор­ма­цию. Обратно, одно и то же сообщение может переда­вать совершенно раз­личную для разных получателей информацию, напри­мер, разные читате­ли из одной и той же га­зет­ной статьи черпают совершенно различную информацию, соответст­вую­щую кругу их интересов.

Информация передаётся от источника к приёмнику в материально-энергетической форме в виде сигналов (электрических, звуковых, световых и т.д.) распространяющихся в некоторой среде. Из­менение некоторой физической вели­чины во времени, обеспечивающее передачу сооб­щения, называется сигналом. Харак­теристи­ка сигнала, служащая для представления сооб­щения, на­зывается па­рамет­ром сигна­ла.

Существуют аналоговые (непрерывные) и дискретные сигналы. Дис­кретным сигналомназывают сигнал, параметр которого мо­жет при­ни­мать только конечное число зна­чений, и который существе­н толь­ко в ко­нечном числе моментов времени. Дискретными сооб­ще­нияминазы­ва­ют со­обще­ния, которые могут быть переданы с по­мощью дискретных сигна­лов.

Сообщение может изучаться на 3 уровнях:

1. Синтаксическом, где рассматриваются внутренние свойства сообщений – отношения между знаками, отражающие структуру данной знаковой системы.

2. Семантическом, где анализируются отношения между знаками и обозначаемыми ими предметами, действиями, качествами, то есть смысловое содержание сообщения.

3. Прагматическом, где рассматриваются отношения между сообщением и получателем, то есть потребительское содержание сообщения, его отношение к получателю.

Количественная оценка информации также связана с этими уровнями.

На синтаксическом уровне для измерения информации рассматриваются два параметра:

- объёмный подход – зависит от количества символов в сообщении

- энтропийный подход – связан с тем, что факт получения информации всегда связан с уменьшением разнообразия или неопределённости (энтропии) системы. Исходя из этого количество информации в сообщении определяется как мера уменьшения неопределённости состояния данной системы после получения сообщения.

На семантическом уровне количество информации в сообщении зависит от степени изменения тезауруса получателя сообщения. Тезаурус – совокупность сведений, которыми располагает система, запас знаний в виде словаря, отражающего семантические связи между словами и другими смысловыми элементами данного языка. Относительной мерой количества информации служит коэффициент содержательностиС:

На прагматическом уровне количество информации определяется полезностью сообщения для достижения поставленной цели – если до получения информации вероятность достижения цели равнялась , а после её получения , то ценность информации определяется как логарифм отношения :

Последовательность действий, выполняемых с информацией, называют информационным про­цессом.

Обработка информации предполагает выполнение некоторой заранее заданной последовательности действий, исходными данными для которого является информация на некотором носителе.

Подобно материальным ресур­сам, которые для получения конечного продукта подвергают перера­ботке по соответствую­щей технологии, к информации также можно применить подобное понятие – информационная технология: информационная технология - совокупность средств и методов об­работки данных для получения информации о состоянии объекта, про­цес­са, явления. Основными компонентами информационных технологий являются: сбор данных, обработка данных, получение результатной информации и передача её потребителю.

Поскольку в настоящее время основным техническим средством переработки инфор­мации является персональный компьютер (ПК), используется понятие компьютерная информационная технология - информационная техноло­гия, основанная на использовании персональных компьютеров и телекоммуникационных средств.

В связи с использованием компьютерной информационной технологии, осно­ванной на применении компьютеров, широко используется по­нятие ин­фор­мационной системы.

Информационная система (ИС) – система, реализующая информационный процесс. Она обеспечи­вает сбор, хранение, обработку, поиск и выдачу данных, необходимых в про­цес­се при­нятия решений. Данные – факты, сведения, представленные в формализованном виде, занесённые на носители и допускающие обработку с помощью технических средств.

Работа информационных систем заключается в обслуживании двух встречных потоков информации: ввода новой информации и выдача те­ку­щей информации по запросам. Главной задачей инфор­мационных сис­тем является обслуживание клиентов - пользователей информации.

При обращении информации в различных системах можно выделить сле­дующие этапы.

На этапе восприятия информации осуществляется целенаправ­ленное из­влечение и анализ информации о каком либо объекте (процессе), в результате чего формируется образ объекта, проводится его опознавание и оценка (простейший случай “да-нет”). В качестве техниче­ских средств на этом этапе ис­пользуются различные датчики состояния физических вели­чин (температуры, давления, скорости и т.д.), различного рода оптико-элек­тронные следящие сис­темы.

На этапе подготовки информации проводятся такие операции, как норма­лизация, аналогово-цифровое преобразование, шифрование. Для этого исполь­зуются различные электронные преобразователи информа­ции.

На этапах передачи и хранения информация пересылается либо из одного места в другое, либо от одного момента времени к другому. Здесь используются электромагнитные и оптико-электронные преобразователи информации.

На этапе обработки информации выявляются ее общие и сущест­вен­ные взаимозависимости, представляющие интерес. Преобразование ин­фор­мации на этапе обработки (как и на других этапах) осуществляется либо средствами ин­формационной техники, либо человеком. Если про­цесс обра­ботки формали­зуем, то он может выполняться техническими средст­вами, ядром которых явля­ется компьютер. Если процесс обработки инфор­мации не поддается формали­зации и требует творческого подхода, обра­ботка ин­формации осуществляется челове­ком.

Этап отображения информации должен предшествовать этапам, свя­зан­ным с участием человека. Цель этапа отображения - предоставить че­ловеку ин­формацию с помощью устройств, способных воздействовать на его органы чувств. Ядром технических средств, применяемых на этом этапе, также являет­ся компьютер.

На этапе воздействия информация используется для осуществле­ния необ­ходимого управления. На этом этапе используются устройства тран­с­формации энергии, в основном электрической в механическую (на­при­мер, электродвига­тели).

Дата добавления: 2015-05-10