Понятие информации и информатики.

ПОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИИ И ИНФОРМАТИКИ.

Информация – это совокупность каких-либо сведений, данных, передаваемых устно (в форме речи), письменно (в виде текста, таблиц, рисунков, чертежей, схем, условных обозначений)либо другим способом (например, с помощью звуковых или световых сигналов, электрических и нервных импульсов, перепадов давления или температуры и т.д.).

В середине 20 века термин «информация» стал общенаучным понятием, включающим обмен сведениями между людьми, человеком и автоматом (ЭВМ), автоматом и автоматом, обмен сигналами в животном и растительном мире, передачу признаков от клетки к клетке, от организма к организму.

Теоретические и практические вопросы, относящиеся к информации, изучает информатика.

Информатика – отрасль науки, изучающая структуру и свойства информации, а также вопросы, связанные с ее сбором, хранением, поиском, передачей, переработкой, преобразованием, распространением и использованием в различных сферах человеческой деятельности.

Есть еще одно определение информатики:

Информатика – это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров.

Пристальное внимание к информатике связано с бурным ростом объема человеческих знаний, который часто называют «информационным взрывом». Общая сумма человеческих знаний изменялась раньше очень медленно. Затем процесс получения новых знаний заметно ускорился. Так общая сумма человеческих знаний к 1800 г. удваивалась каждые 50 лет, к 1950 г. – каждые 10 лет, к 1970 г. – каждые 5 лет, к 1990 г. – ежегодно. Т.о., в настоящее время накоплен большой объем информации, обработать который вручную людям невозможно (в силу своих физиологических особенностей).

Эффективным инструментом обработки большого количества информации и незаменимым помощником в жизни человека стал компьютер (от англ. computer- вычислительное устройство).

Основные направления использования компьютера:

· накопление, хранение и обработка больших объемов информации, быстрый поиск требуемых данных;

· выполнение научных, экономических и конструкторских расчетов;

· делопроизводство (составление писем, оформление документов);

· обучение и приобретение профессиональных навыков;

· издательское дело;

· построение чертежей, диаграмм, создание рисунков и
картин, мультфильмов, кинофильмов, видео клипов;

· общение людей;

· имитация работы человека-эксперта в определенной
предметной области;

· игры и развлечения.

Несмотря на многообразие решаемых с помощью компьютера задач, принцип его применения в каждом случае один и тот же: информация, поступающая в компьютер, обрабатывается с целью получения требуемых результатов. Не случайно в США и Великобритании учебный курс информатики называется ComputerScience - компьютерная наука. Итак, информатика занимается вопросами обработки информации с помощью компьютера. Для решения конкретной задачи компьютер должен выполнить определенные действия (команды) в строго определенном порядке.

Программа -это записанный в определенном порядке набор команд, выполнение которых обеспечивает решение конкретной задачи. Процесс составления программ называется программированием.

Таким образом, чтобы решить конкретную задачу, необходимо иметь компьютер, т.е. само устройство для осуществления действий. В английском языке имеется специальное слово – hardware- для обозначения всех частей и приспособлений, из которых состоит компьютер, т.н. аппаратная часть. Кроме компьютера необходимо иметь набор программ, управляющих его действиями, - программное обеспечение, или software. Это слово придумано специально, чтобы подчеркнуть, что программное обеспечение является равноправной частью компьютера как устройства, предназначенного для решения задач, но в отличие от “твердой” аппаратной части, ПО (программное обеспечение) гибкое, изменяющееся в зависимости от конкретной решаемой задачи.

 

ЕДИНИЦЫ ИНФОРМАЦИИ.

Информация, вводимая в компьютер должна быть конкретной и однозначной. Издавна люди пользовались шифрами. Самыми простыми и удобными из них были цифровые шифры. Самая разнообразная информация - цвета, ноты, дни недели - может быть представлена в виде цифр. Для обработки компьютером любая информация кодируется с помощью цифр. Цифры представляются электрическими сигналами, с которыми работает компьютер. Для удобства различения в компьютере используют сигналы двух уровней. Один из них соответствует цифре 1, другой - 0. Цифры 1 и 0 называются двоичными. Они являются символами, из которых состоит язык, понимаемый и используемый компьютером. Т.о., любая информация в компьютере представляется с помощью двоичных цифр.

Наименьшей единицей информации является бит (от англ. bi nary digi t (bit)).

Бит- это количество информации, необходимое для однозначного определения одного из двух равновероятных событий. Один бит информации получает человек, когда он узнает, опаздывает с прибытием нужный ему поезд или нет, был ночью мороз или нет, присутствует на лекции студент Иванов или нет и т.д.

В информатике принято рассматривать последовательности длиной 8 бит. Такая последовательность называется байтом. С помощью одного байта можно записать двоичные коды 256 (2⁸) чисел от 0 до 255.

Единицы измерения информации:

1 байт=8 бит

1 килобайт (Кб) = 1024=2¹⁰ байт

1 мегабайт (Мб) = 1024 килобайт

1 гигабайт (Гб) = 1024 мегабайт

1 терабайт (Тб) = 1024 гигабайт

Например, если на странице текста помещаются в среднем 2500 знаков, то 1 Мбайт - это примерно 400 страниц, а 1 Гбайт - 400 тыс. страниц.

Задача 1

Сколько мегабайт[МБ] информации содержится в 30082002[БИТ]

Решение.

Задача 2

Сколько бит информации содержится в 30 гигабайтах

Решение.

Задача 1

Световое табло состоит из лампочек. Каждая лампочка может находиться в одном из двух состояний («включено», «выключено»). Какое наименьшее количество лампочек должно находиться на табло, чтобы с его помощью можно было передать 18 различных сигналов?

Дано:

N = 18

i =?

Решение:

1. По формуле количество событий (N) зависит от количества информации (i)

, значение N задано в условиях, из таблицы степеней двойки выбираем ближайшее большее значение:

для N=18 это будет 32

из чего следует, что i= 5.

Ответ: 5 лампочек.

Задача 2

Световое табло состоит из лампочек. Каждая лампочка может находиться в одном из трех состояний («включено», «выключено», «мигает»). Какое наименьшее количество лампочек должно находиться на табло, чтобы с его помощью можно было передать 18 различных сигналов?

Дано:

N = 18

i =?

Решение:

1. Задача отличается от предыдущей количеством состояний каждой лампочки. Это означает, что события кодируют не двоичным, а троичным кодом.

В этом случае формула зависимости количества событий (N) от количества информации (i) немного преобразуется

i, бит
N, событий

, значение N задано в условиях, из таблицы степеней тройки выбираем ближайшее большее значение:

 

для N=18 это будет 27, из чего следует, что i= 3.

Ответ: 3 лампочки.

Задача 3

В велокроссе участвуют 119 спортсменов. Специальное устройство регистрирует прохождение каждым из участников промежуточного финиша, записывая его номер с использованием минимально возможного количества бит, одинакового для каждого спортсмена. Каков информационный объем сообщения, записанного устройством, после того как промежуточный финиш прошли 70 велосипедистов?

Дано:

N = 119

K = 70

V =?

Решение:

1. По формуле количество событий (N) зависит от количества информации (i)

, значение N задано в условиях, из таблицы степеней двойки выбираем ближайшее большее значение:

для N=119 это будет 128

из чего следует, что i= 7.

Значит каждый номер требует минимум 7 бит.

2. Для 70 номеров потребуется:

V = 7 x 70 = 490 [бит]

Ответ: 490 бит.

Задача 4

В некоторой стране автомобильный номер длиной 7 символов составляется из заглавных букв (всего используется 26 букв) и десятичных цифр в любом порядке. Каждый символ кодируется одинаковым и минимально возможным количеством бит, а каждый номер – одинаковым и минимально возможным количеством байт. Определите объем памяти, необходимый для хранения 20 автомобильных номеров.

Дано:

K_симв = 7

P_алф = 26+10

K = 20

V =?

Решение:

1. Определим количество символов, участвующих в кодировании (мощность алфавита):

P_алф = 26 + 10 = 36 [символов]

2. Для двоичного кодирования 36 символов (событий) потребуется 6 бит на символ (5 битами можно закодировать только 32 символа)

3. Определим количество информации, занимаемое каждым номером

6 x 7 = 42 [Бит]. 4. По условию каждый номер кодируется целым числом байт

42: 8 = 5.25

Т.е. требуется 6 [Байт] на номер

5. Значит сможем определить количество информации необходимое для хранения 20 номеров:

6 x 20 = 120[Байт]

Ответ: 120[Байт]

Задача 5

Метеорологическая станция ведет наблюдение за влажностью воздуха. Результатом одного измерения является целое число от 0 до 100 процентов, которое записывается при помощи минимально возможного количества бит. Станция сделала 80 измерений. Определите информационный объем результатов наблюдений.

Дано:

P_алф = 101

K = 80

V =?

Решение:

1. Количество событий (мощность алфавита) определим как количество запоминаемых величин от 0 до 100:

P_алф = 101

2. Для двоичного кодирования 101 величины (события) потребуется 7 бит на каждую величину

3. Значит сможем определить количество информации необходимое для хранения 80 измерений:

7 x 80 = 560[Байт]

Ответ: 560[Байт]

Задача 1

Определите информационный объем текста

Бамбарбия! Кергуду!

при 8 битном кодировании. Количество символов в тексте определим простым пересчетом, помня, что пробел тоже символ.

Дано:

V_1с = 8[Бит]

K_симв = 19

V_тф =?
Решение:

1. Объем текстового файла определяем по формуле:

Vтф = 19 * 8 = 152 [Бит]

Биты необходимо перевести в байты:

152 [Бит] = 152: 8 = 19 [Байт]

Ответ: 19 байт

Задача 2

Автоматическое устройство осуществило перекодировку информационного сообщения на русском языке, первоначально записанного в 16-битном коде Unicode, в 8-битную кодировку UTF-8. При этом информационное сообщение уменьшилось на 480 бит. Какова длина сообщения в символах?

Дано:

V_1с.2 = 16[Бит]

V_1с.2 = 8[Бит]

V_тф.1 - V_тф.2 = 480

K_симв =?

Решение:

1. Объем текстового файла 1 определяем по формуле:

V_тф.1 = K_симв * V_1с.1

2. Объем текстового файла 2 определяем по формуле:

V_тф.2 = K_симв * V_1с.2

3. Определим разность объемов:

V_тф.1 - V_тф.2 = K_симв * V_1с.1 - K_симв * V_1с.2

4. K_симв выносим за скобки

K_симв * (V_1с.1 - V_1с.2) = 480

5. Значит можно определить количество символов

K_симв = 480: (V_1с.1 - V_1с.2)

K_симв = 480: (16 - 8) = 60

Ответ: 60 символов

 

ПОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИИ И ИНФОРМАТИКИ.

Информация – это совокупность каких-либо сведений, данных, передаваемых устно (в форме речи), письменно (в виде текста, таблиц, рисунков, чертежей, схем, условных обозначений)либо другим способом (например, с помощью звуковых или световых сигналов, электрических и нервных импульсов, перепадов давления или температуры и т.д.).

В середине 20 века термин «информация» стал общенаучным понятием, включающим обмен сведениями между людьми, человеком и автоматом (ЭВМ), автоматом и автоматом, обмен сигналами в животном и растительном мире, передачу признаков от клетки к клетке, от организма к организму.

Теоретические и практические вопросы, относящиеся к информации, изучает информатика.

Информатика – отрасль науки, изучающая структуру и свойства информации, а также вопросы, связанные с ее сбором, хранением, поиском, передачей, переработкой, преобразованием, распространением и использованием в различных сферах человеческой деятельности.

Есть еще одно определение информатики:

Информатика – это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров.

Пристальное внимание к информатике связано с бурным ростом объема человеческих знаний, который часто называют «информационным взрывом». Общая сумма человеческих знаний изменялась раньше очень медленно. Затем процесс получения новых знаний заметно ускорился. Так общая сумма человеческих знаний к 1800 г. удваивалась каждые 50 лет, к 1950 г. – каждые 10 лет, к 1970 г. – каждые 5 лет, к 1990 г. – ежегодно. Т.о., в настоящее время накоплен большой объем информации, обработать который вручную людям невозможно (в силу своих физиологических особенностей).

Эффективным инструментом обработки большого количества информации и незаменимым помощником в жизни человека стал компьютер (от англ. computer- вычислительное устройство).

Основные направления использования компьютера:

· накопление, хранение и обработка больших объемов информации, быстрый поиск требуемых данных;

· выполнение научных, экономических и конструкторских расчетов;

· делопроизводство (составление писем, оформление документов);

· обучение и приобретение профессиональных навыков;

· издательское дело;

· построение чертежей, диаграмм, создание рисунков и
картин, мультфильмов, кинофильмов, видео клипов;

· общение людей;

· имитация работы человека-эксперта в определенной
предметной области;

· игры и развлечения.

Несмотря на многообразие решаемых с помощью компьютера задач, принцип его применения в каждом случае один и тот же: информация, поступающая в компьютер, обрабатывается с целью получения требуемых результатов. Не случайно в США и Великобритании учебный курс информатики называется ComputerScience - компьютерная наука. Итак, информатика занимается вопросами обработки информации с помощью компьютера. Для решения конкретной задачи компьютер должен выполнить определенные действия (команды) в строго определенном порядке.

Программа -это записанный в определенном порядке набор команд, выполнение которых обеспечивает решение конкретной задачи. Процесс составления программ называется программированием.

Таким образом, чтобы решить конкретную задачу, необходимо иметь компьютер, т.е. само устройство для осуществления действий. В английском языке имеется специальное слово – hardware- для обозначения всех частей и приспособлений, из которых состоит компьютер, т.н. аппаратная часть. Кроме компьютера необходимо иметь набор программ, управляющих его действиями, - программное обеспечение, или software. Это слово придумано специально, чтобы подчеркнуть, что программное обеспечение является равноправной частью компьютера как устройства, предназначенного для решения задач, но в отличие от “твердой” аппаратной части, ПО (программное обеспечение) гибкое, изменяющееся в зависимости от конкретной решаемой задачи.

 

ЕДИНИЦЫ ИНФОРМАЦИИ.

Информация, вводимая в компьютер должна быть конкретной и однозначной. Издавна люди пользовались шифрами. Самыми простыми и удобными из них были цифровые шифры. Самая разнообразная информация - цвета, ноты, дни недели - может быть представлена в виде цифр. Для обработки компьютером любая информация кодируется с помощью цифр. Цифры представляются электрическими сигналами, с которыми работает компьютер. Для удобства различения в компьютере используют сигналы двух уровней. Один из них соответствует цифре 1, другой - 0. Цифры 1 и 0 называются двоичными. Они являются символами, из которых состоит язык, понимаемый и используемый компьютером. Т.о., любая информация в компьютере представляется с помощью двоичных цифр.

Наименьшей единицей информации является бит (от англ. bi nary digi t (bit)).

Бит- это количество информации, необходимое для однозначного определения одного из двух равновероятных событий. Один бит информации получает человек, когда он узнает, опаздывает с прибытием нужный ему поезд или нет, был ночью мороз или нет, присутствует на лекции студент Иванов или нет и т.д.

В информатике принято рассматривать последовательности длиной 8 бит. Такая последовательность называется байтом. С помощью одного байта можно записать двоичные коды 256 (2⁸) чисел от 0 до 255.

Единицы измерения информации:

1 байт=8 бит

1 килобайт (Кб) = 1024=2¹⁰ байт

1 мегабайт (Мб) = 1024 килобайт

1 гигабайт (Гб) = 1024 мегабайт

1 терабайт (Тб) = 1024 гигабайт

Например, если на странице текста помещаются в среднем 2500 знаков, то 1 Мбайт - это примерно 400 страниц, а 1 Гбайт - 400 тыс. страниц.