И. Г. Семакин, Л. А. Залогова,

ФГОС

И. Г. Семакин, Л. А. Залогова,

С. В. Русаков, Л. В. Шестакова

ИНФОРМАТИКА

 

Учебник

для 7 класса

 

2-е издание

Рекомендовано

Министерством образования и науки Российской Федерации

к использованию при реализации имеющих государственную

аккредитацию образовательных программ начального общего,

основного общего, среднего общего образования

 

Москва

БИНОМ. Лаборатория знаний

Уважаемые ученики!

В работе с книгой вам помогут навигационные значки:

— Важное утверждение или определение.

— Ссылка на упражнения в Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов (далее — ЕК ЦОР) в двух частях:

часть 1 (8 класс); часть 2 (9 класс).

Адрес ЕК ЦОР: http://school-collection.edu.ru

Часть 1:

«Информатика — базовый курс», 8 класс Семаки- на И., Залоговой JL, Русакова С., Шестаковой JI.

Часть 2:

«Информатика — базовый курс», 9 класс Семаки- на И., Залоговой JL, Русакова С., Шестаковой JI.

Название ЦОР включает часть, главу, параграф и номер ресурса.

— Вопросы и задания для использования в подготовке к итоговой аттестации.

— Вопросы и задания к параграфу.

— Выполни упражнение или лабораторную работу.

— Домашний эксперимент или проект.

 

Введение

Любой учебный предмет посвящен изучению какой-то стороны окружающей нас действительности. Давайте попробуем разобраться, дорогие ученики, что же предстоит вам изучать в курсе «Информатика».

Мир, окружающий нас, чрезвычайно разнообразен. Во-первых, это множество материальных объектов: стул, на котором сидим; одежда, которую носим; пища, предметы и орудия труда, транспортные средства, растения, животные, люди и т. д. Для обозначения всего разнообразия материальных объектов в науке используется термин вещество.

Во-вторых, это энергия. Для большинства современных людей понятие энергии связано, прежде всего, с электричеством. Но кроме электрической в природе существуют и другие виды энергии. Например, тепловая энергия, механическая энергия движущегося тела, наконец, атомная энергия. Энергия нужна для того, чтобы ее потребитель мог совершать какую-то работу. Например, электроэнергия позволяет работать радиоприемнику или мотору трамвая; тепловая энергия пара вращает турбину на электростанции; человек, принимая пищу, запасается энергией, без которой не мог бы выполнять ни физическую, ни умственную работу.

Третьей реальностью окружающей нас действительности является информация. Любой человек интуитивно понимает смысл этого слова. Информация — это сведения, знания, которые мы получаем из книг, газет, радио, телевидения, от людей, с которыми общаемся. Изучение любого предмета в школе связано с получением информации. В жизни современного человека информация играет не меньшую роль, чем вещество и энергия.

Издавна существующие естественные науки — физика, химия, биология и другие — изучают материальный мир, его вещественные объекты и энергетические процессы. В середине XX века появляется новая наука — информатика.

 

Подобно тому как математика состоит из множества различных математических дисциплин (алгебры, геометрии, теории чисел, теории функций и др.), информатика включает в себя множество различных дисциплин, объединенных общим предметом изучения — информацией. К их числу относятся: теория информации, кибернетика, программирование, теория алгоритмов, искусственный интеллект и др.

Развитию информатики послужило одно из самых значительных достижений XX века — создание электронно-вычислительных машин — ЭВМ. В современной терминологии их чаще называют компьютерами. В информатике компьютер выступает одновременно и как инструмент для работы с информацией, и как объект для изучения и совершенствования.

Первые ЭВМ были доступны лишь специалистам; они применялись для решения только научных, производственных и военных задач. С появлением персональных компьютеров эта техника стала общедоступной. Возникли условия для массового распространения компьютерной грамотности.

Первоначально под компьютерной грамотностью понималось умение программировать на ЭВМ. Для того чтобы пользоваться компьютером, необходимо было знать программирование — способы записи программ для управления ЭВМ.

Сегодня абсолютное большинство людей, использующих компьютеры, не программируют. Их называют пользователями. Пользователи работают на компьютерах по готовым программам, великое множество которых разработано профессиональными программистами. В отличие от старых способов работы с информацией, использующих бумагу, ручки, калькуляторы, чертежные инструменты, пишущие машинки, справочники, словари, компьютерные способы и средства принято называть новыми информационными технологиями.

В конце XX — начале XXI века бурное развитие получили компьютерные телекоммуникации — глобальные компьютерные сети. Все вы, конечно, знаете про Интернет. Это мировая телекоммуникационная система. В последнее время для обозначения компьютерных методов хранения, обработки и передачи информации стали использовать термин информационно-коммуникационные технологии — ИКТ.

Наш учебный предмет называется «Информатика». Изучив его, вы познакомитесь с рядом научных вопросов информатики, а также освоите наиболее распространенные средства ИКТ.

Итак, дорогие ученики! Вы начинаете плавание по новому для вас океану знаний, который называется ИНФОРМАТИКА. В этом океане вы откроете для себя новые «материки» и «острова», познакомитесь с их «обитателями», научитесь понимать их язык — язык информатики, получите практические навыки работы со средствами ИКТ.

Во всяком путешествии нужен хороший проводник. А если это плавание по океану, то нужен опытный капитан-мореплаватель, который поведет наш корабль знаний по его волнам, не сбиваясь с курса. И такой капитан у нас есть! Познакомьтесь: его зовут Собака-Точ- ка-Ру. Символически это имя записывается так: @.RU. Впрочем, он любит, чтобы его называли кратко: Точка-Ру. Так мы его и будем называть.

Перед началом путешествия Точка-Ру получил карту океана Информатики. На этой карте обозначены материки и острова. Но все они закрашены белым цветом. Пока это неизвестные, неисследованные земли. И нам вместе с капитаном предстоит подробно их изучить, заполнить «белые пятна».

 

 

§ 1

Информация и знания

 

Основные темы параграфа:

■ сообщения — знания — информация;

■ классификация знаний;

■ информативность сообщений.

Классификация знаний

 

Всю эту «кучу» знаний можно разделить на две группы. Знания первой группы начинаются со слов «Я знаю, что...». Такие знания принято называть декларативными (от слова «декларация», что значит «утверждение», «сообщение»). К этой группе относятся знания об определенных явлениях (Земля вращается вокруг Солнца), событиях (Пушкин родился в 1799 году), свойствах объектов (Байкал — самое глубокое в мире пресное озеро), зависимостях (теорема Пифагора).

Знания второй группы, начинающиеся со слов «Я знаю, как...», называются процедурными. Они определяют действия для достижения какой-либо цели (как собрать радиоприемник, перемножить дроби, вырастить помидоры).

Классификация знаний — очень важный вопрос для науки. Данное выше разделение знаний на декларативные и процедурные является одним из возможных, но не единственным.

 

Информативность сообщений

 

Уже говорилось о том, что информацию мы получаем в форме некоторых сообщений: устной речи, текста, прочитанного в книге или в газете, кадров хроники, показанных в телевизионных новостях, и т. п. Сообщение, которое пополняет наши знания, назовем информативным. Но всякое ли сообщение несет для нас информацию? Например, слушая речь человека, говорящего на китайском языке, вы не пополните своих знаний (если, конечно, не знаете китайский язык). Такие сообщения, которые не пополняют знаний принимающего их человека, назовем неинформативными сообщениями.

Однако и на родном языке тоже можно встретить множество неинформативных сообщений. Вот, например, вы раскрыли учебник по высшей математике и прочитали там такое определение: «Значение определенного интеграла равно разности значений первообразной подынтегральной функции на верхнем и на нижнем пределах».

Пополнил этот текст ваши знания? Скорее всего, нет! Он вам непонятен, а поэтому неинформативен. Быть понятным — значит быть связанным с уже имеющимися знаниями человека. Для того чтобы понять китайский текст, надо знать китайский язык; для того чтобы понять, что такое определенный интеграл, нужно закончить изучение элементарной математики и знать начала высшей математики.

Отсюда можно сделать вывод: для того, чтобы сообщение было информативно, оно должно быть понятно принимающему его человеку. Однако этого для информативности недостаточно. Вот пример понятных для вас сообщений:

• Москва — столица России.

• Дважды два — четыре.

Пополняют эти сообщения ваши знания? Конечно, нет! Данные факты вам давно известны. Следовательно, если сообщение содержит уже известные человеку сведения, то для такого человека оно будет неинформативным. Сообщение «2 • 2 = 4» информативно для первоклассника и неинформативно для семиклассника. Чтобы быть информативным, сообщение должно содержать новые сведения для принимающего его человека. Теперь можно сделать окончательный вывод:

 

 

Получение любых знаний должно идти от известного к неизвестному, от простого к сложному. И тогда каждое новое сообщение будет понятным, а значит, будет нести информацию для человека. На этом должно быть основано всякое обучение.

 

Коротко о главном

 

Человек приобретает знания, получая сообщения из различных источников.

Знания человека можно разделить на две группы: декларативные («Я знаю, что...») и процедурные («Я знаю, как...»).

Сообщение несет информацию для человека (оно информативно), если содержащиеся в нем сведения являются для человека новыми и понятными.

 

Вопросы и задания

 

1. Что такое информация для каждого из нас?

2. Попробуйте перечислить источники, из которых за сегодняшний день вы получали информацию.

3. Попробуйте привести примеры декларативных и процедурных знаний, которыми вы обладаете.

4. В каком случае сообщение содержит информацию для конкретного человека, а в каком — нет? Приведите примеры обоих случаев и обоснуйте свой ответ.

ЕК ЦОР: Часть 1, глава 1, § 1. ЦОР № 2.

 

§ 2

Восприятие информации

 

Человек воспринимает информацию из окружающего мира с помощью своих органов чувств — их пять: орган зрения (глаза), орган слуха (уши), орган вкуса (язык), орган обоняния (нос), орган осязания (кожа).

Большая часть информации поступает к нам через зрение и слух. Но и запахи, и вкусовые, и осязательные ощущения тоже несут информацию. Например, почувствовав запах гари, вы узнаёте, что на кухне сгорел обед, о котором забыли. На вкус вы легко узнаёте знакомую пищу, оцениваете количество сахара или соли в блюде. На ощупь, т. е. через контакт с кожным покровом, вы узнаёте знакомые предметы даже в темноте, оцениваете температуру внешних объектов. Таким образом, существуют разные способы восприятия информации человеком, связанные с разными органами чувств, через которые она поступает:

• через зрение поступает информация в виде изображения;

• через слух воспринимается информация в звуковом виде;

• через обоняние воспринимается информация в виде запахов;

• через вкус поступает информация от вкусовых ощущений;

• через осязание мы получаем информацию в виде осязательных (тактильных) ощущений.

Можно сказать, что зрение, слух, вкус, обоняние, осязание являются информационными каналами между внешним миром и человеком. При утрате одного из таких каналов (например, зрения или слуха) усиливается информационная роль других каналов. Известно, что незрячие люди острее слышат, для них возрастает значение осязания.

 

Информация и письменность

 

Полученную информацию человек может запомнить или записать, а также передать другому человеку. В какой форме это происходит?

Чаще всего люди общаются между собой в устной или письменной форме, т. е. разговаривают, пишут письма, записки, статьи, книги и т. п. Письменный текст состоит из букв, цифр, скобок, точек, запятых и других знаков. Устная речь тоже складывается из знаков. Только эти знаки не письменные, а звуковые. Лингвисты их называют фонемами. Из фонем складываются слова, из слов — фразы. Между письменными знаками и звуками есть прямая связь. Сначала появилась речь, потом — письменность. Письменность нужна для того, чтобы фиксировать на бумаге человеческую речь.

Очень интересна история письменности! Письменность, которой пользуемся мы и большинство европейских стран, называется звуковой. В ней отдельные буквы или сочетания букв обозначают звуки речи, а знаки препинания — паузы, интонацию. А вот китайская письменность называется идеографической. В ней один значок (его часто называют иероглифом) обозначает слово или значительную часть слова (рис. 1.1). А японское письмо называется слоговым. Там один значок обозначает слог.

 

 

Самая же древняя форма письменности, которая идет от первобытных людей, называется пиктографической. Одна пиктограмма — это рисунок, который обозначает понятие или даже целое сообщение. Пиктографическая символика часто используется и сегодня. Например, всем вам знакомые дорожные знаки — это пиктограммы (рис. 1.2).

 

 

Коротко о главном

 

Человек воспринимает информацию из внешнего мира с помощью всех своих органов чувств. Зрение, слух, вкус, обоняние и осязание являются информационными каналами, связывающими человека с внешним миром.

Язык — это знаковая форма представления информации. Языки бывают естественными и формальными.

Человек сохраняет информацию или обменивается ею с другими людьми на естественных языках, формальных языках, в графической форме.

Письменность — важнейший способ сохранения и передачи информации. В истории человечества сформировались следующие формы письменности: звуковая, слоговая, идеографическая, пиктографическая.

Письменный текст составляется в соответствии с правилами синтаксиса и семантики языка.

 

Вопросы и задания

 

1. Какую роль в информационной деятельности человека выполняют органы чувств? Перечислите все органы чувств человека.

2. Почему восприятие вкусов и запахов можно назвать приемом информации?

3. Как читают незрячие люди? Какие органы чувств при этом задействованы?

4. Чем отличается чтение нот от прослушивания музыки с точки зрения формы принимаемой информации?

5. Грамотный музыкант способен услышанную музыку записать нотами. Какое преобразование формы музыкального произведения он при этом производит? Опишите ситуацию обратного преобразования.

6. Какую роль выполняют языки в информационной деятельности человека?

7. Что такое естественные языки, формальные языки?

8. Какие существуют формы письменности?

9. Попробуйте с информационной точки зрения объяснить такой феномен: ощущение человеком вкусов и запахов во сне. Подготовьте сообщение.

ЕК ЦОР: Часть 1, глава 1, § 2. ЦОР № 2.

 

§ 3

Информационные процессы

 

Основные темы параграфа:

■ основные информационные процессы;

■ хранение информации;

■ передача информации;

■ обработка информации;

■ поиск информации;

■ информационные процессы в живой природе.

Хранение информации

 

Люди хранят информацию либо в собственной памяти (иногда говорят — «в уме»), либо на каких-то внешних носителях. Чаще всего — на бумаге.

Те сведения, которые мы помним, всегда нам доступны. Например, если вы запомнили таблицу умножения, то вам никуда не нужно заглядывать для того, чтобы ответить на вопрос: сколько будет пятью пять? Каждый человек помнит свой домашний адрес, номер телефона, а также адреса и телефоны близких людей. Если же ему понадобится адрес или телефон, которого он не помнит, то он обращается к записной книжке или к телефонному справочнику.

Память человека можно условно назвать оперативной. Здесь слово «оперативный» является синонимом слова «быстрый». Человек быстро воспроизводит сохраненные в памяти знания. Свою память мы еще можем назвать внутренней памятью. Тогда информацию, сохраненную на внешних носителях (в записных книжках, справочниках, энциклопедиях, магнитных записях), можно назвать нашей внешней памятью.

Человек что-то может забыть. Информация на внешних носителях хранится дольше, надежнее. Именно с помощью внешних носителей люди передают свои знания из поколения в поколение.

 

Передача информации

 

Распространение информации между людьми происходит в процессе ее передачи. Передача может происходить при непосредственном разговоре между людьми, через переписку, с помощью технических средств связи: телефона, радио, телевидения, компьютерной сети.

В передаче информации всегда участвуют две стороны: есть источник и есть приемник информации. Источник передает (отправляет) информацию, а приемник ее получает (воспринимает). Читая книгу или слушая учителя, вы являетесь приемниками информации, работая над сочинением по литературе или отвечая на уроке, — источником информации. Каждому человеку постоянно приходится переходить от роли источника к роли приемника информации.

Передача информации от источника к приемнику всегда происходит через какой-то канал передачи. При непосредственном разговоре — это звуковые волны; при переписке — это почтовая связь; при телефонном разговоре — это система телефонной связи. В процессе передачи информация может искажаться или теряться, если информационные каналы имеют плохое качество или на линии связи действуют помехи (шумы). Многие знают, как трудно бывает общаться при плохой телефонной связи.

 

Обработка информации

 

Обработка информации — третий вид информационных процессов. Вот хорошо вам знакомый пример — решение математической задачи: даны длины двух катетов прямоугольного треугольника, нужно определить длину его третьей стороны — гипотенузы. Чтобы решить задачу, ученик кроме исходных данных должен знать математическое правило, с помощью которого можно найти решение. В данном случае это теорема Пифагора: «Квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов». Применяя эту теорему, получаем искомую величину. Здесь обработка заключается в том, что новые данные получаются путем вычислений, выполненных над исходными данными.

Вычисление — лишь один из вариантов обработки информации. Новую информацию можно вывести не только путем математических расчетов. Вспомните истории Шерлока Холмса, героя книг Конан Дойля. Имея в качестве исходной информации часто очень запутанные показания свидетелей и косвенные улики, Холмс с помощью логических рассуждений прояснял всю картину событий и разоблачал преступника. Логические рассуждения — это еще один способ обработки информации.

Процесс обработки информации не всегда связан с получением каких-то новых сведений. Например, при переводе текста с одного языка на другой происходит обработка информации, изменяющая ее форму, но не содержание.

Преобразование представления информации из одной символьной формы в другую, удобную для ее хранения, передачи или обработки, без изменения содержания информации — это кодирование.

Особенно широко понятие кодирования стало употребляться с развитием технических средств хранения, передачи и обработки информации (телеграф, радио, компьютеры). Например, в начале XX века телеграфные сообщения кодировались и передавались с помощью азбуки Морзе. Часто кодирование производится в целях засекречивания содержания текста. В таком случае его называют шифрованием.

Еще одной разновидностью обработки информации является ее сортировка (иногда говорят — упорядочение). Например, вы решили записать адреса и телефоны всех своих одноклассников на отдельные карточки. В каком порядке нужно сложить эти карточки, чтобы затем было удобно искать среди них нужные сведения? Скорее всего, вы сложите их в алфавитном порядке по фамилиям. В информатике организация информации (данных) по какому-либо правилу, связывающему ее в единое целое, называется структурированием.

 

Поиск информации

 

Нам с вами очень часто приходится заниматься поиском информации: в словаре искать перевод иностранного слова, в телефонном справочнике — номер телефона, в железнодорожном расписании — время отправления поезда, в учебнике математики — нужную формулу, на схеме метро — маршрут движения, в библиотечном каталоге — сведения о нужной книге. Можно привести еще много примеров. Все это — процессы поиска информации на внешних носителях: книгах, схемах, таблицах, картотеках.

 

Коротко о главном

 

Информационная деятельность человека связана с осуществлением трех видов информационных процессов: хранения, передачи и обработки информации.

Человек хранит информацию в собственной памяти (внутренняя, оперативная информация) и на внешних носителях: бумаге, магнитных и других носителях (внешняя информация).

Процесс передачи информации протекает от источника к приемнику по информационным каналам связи.

Процесс обработки информации связан с получением новой информации, изменением формы или структуры имеющейся информации.

Важным информационным процессом является поиск информации.

Информационные процессы протекают и в живой природе.

 

Вопросы и задания

 

1. Приведите свои примеры профессий, в которых основным видом деятельности является работа с информацией.

2. Назовите три основных вида информационных процессов.

3. Почему информацию, которую мы «помним наизусть», можно назвать оперативной? Приведите примеры оперативной информации, которой вы владеете.

4. Приведите примеры ситуаций, в которых вы являетесь источником информации, приемником информации. Какую роль за сегодняшний день вам чаще приходилось выполнять? Обоснуйте ответ.

5. Приведите различные примеры процесса обработки информации. Определите, по каким правилам она производится в каждом примере.

 

ЕК ЦОР: Часть 1, глава 1, § 3. ЦОР № 2.

 

§ 4

Измерение информации

 

Основные темы параграфа:

■ алфавитный подход к измерению информации;

■ алфавит, мощность алфавита;

■ информационный вес символа;

■ информационный объем текста; единицы информации.

Алфавит. Мощность алфавита

 

Под алфавитом некоторого языка мы будем понимать набор букв, знаков препинания, цифр, скобок и других символов, используемых в тексте. В алфавит также следует включить и пробел, т. е. пропуск между словами.

Полное число символов алфавита принято называть мощностью алфавита. Будем обозначать эту величину буквой N. Например, мощность алфавита из русских букв и отмеченных дополнительных символов равна 54: 33 буквы + 10 цифр + 11 знаков препинания, скобки, пробел.

 

Информационный вес символа

 

При алфавитном подходе считается, что каждый символ текста имеет определенный информационный вес. Информационный вес символа зависит от мощности алфавита. А каким может быть наименьшее число символов в алфавите? Оно равно двум! Скоро вы узнаете, что такой алфавит используется в компьютере. Он содержит всего 2 символа, которые обозначаются цифрами 0 и 1. Его называют двоичным алфавитом. Изучая устройство и работу компьютера, вы узнаете, как с помощью всего двух символов можно представить любую информацию.

 

 

С увеличением мощности алфавита увеличивается информационный вес символов этого алфавита. Так один символ из четырехсимвольного алфавита (N = 4) «весит» 2 бита. Объяснение этому можно дать следующее: все символы такого алфавита можно закодировать всеми возможными комбинациями из двух цифр двоичного алфавита. Комбинацию из нескольких (двух, трех и т. д.) знаков двоичного алфавита назовем двоичным кодом.

 

Порядковый номер символа
Двузначный двоичный код

 

Используя три двоичные цифры, можно составить 8 различных комбинаций.

 

Порядковый номер символа
Трехзначный двоичный код

 

Следовательно, если мощность алфавита равна 8, то информационный вес одного символа равен 3 битам.

Четырехзначными двоичными кодами могут быть закодированы все символы 16-символьного алфавита, и т. д.

Найдем зависимость между мощностью алфавита (N)и количеством знаков в коде (b) — разрядностью двоичного кода.

 

N
b	1 бит	2 бита	3 бита	4 бита

 

Заметим, что 2 = 2¹, 4 = 2², 8 = 2³, 16 = 2⁴.

В общем виде это записывается следующим образом:

N = 2^b.

Разрядность двоичного кода — это и есть информационный вес символа.

Если число N не равно целой степени двойки, то для определения информационного веса символа поступают следующим образом: берется ближайшее к N, большее N значение М, равное двойке в целой степени: N < М = 2 ^b. Получаемое отсюда значение b принимается за информационный вес символа. Например, если N = 12, то М = 16 = 2 ⁴. Отсюда информационный вес символа из алфавита мощностью 12 равен 4 битам. Иначе говоря, 12 символов алфавита кодируются 4-разрядными двоичными кодами.

 

 

Коротко о главном

 

Алфавитный подход — это способ измерения информационного объема текста, не связанного с его содержанием.

Алфавит — это вся совокупность символов, используемых в некотором языке для представления информации. Мощность алфавита — это число символов в нем.

1 бит — информационный вес одного символа двухсимвольного алфавита (N = 2).

Информационный вес символа (b) (разрядность двоичного кода) и мощность (N) алфавита связаны формулой: N = 2 ^b.

Если N не равно двойке в целой степени, то находится ближайшее к N целое число М = 2^b(b — целое), М > N, и из этого равенства определяется Ъ — информационный вес символа.

Информационный объем текста равен сумме информационных весов всех символов, составляющих текст.

1 байт — информационный вес символа из алфавита мощностью 2⁸ = 256 символов. 1 байт = 8 битов.

Байт, килобайт, мегабайт, гигабайт, терабайт — единицы измерения информации. Каждая следующая единица больше предыдущей в 1024 (2¹⁰) раза.

 

Вопросы и задания

 

1. Что такое алфавит?

2. Что такое мощность алфавита?

3. Как определяется информационный объем текста при использовании алфавитного подхода?

4. Текст составлен с использованием алфавита мощностью 64 символа и содержит 100 символов. Каков информационный объем текста?

5. Что такое байт, килобайт, мегабайт, гигабайт, терабайт?

6. Информационный объем текста, подготовленного с помощью компьютера, равен 3,5 Кб. Сколько символов содержит этот текст?

7. Два текста содержат одинаковое количество символов. Первый текст составлен в алфавите мощностью 32 символа, второй — мощностью 64 символа. Во сколько раз различаются информационные объемы этих текстов?

 

ЕК ЦОР: Часть 1, глава 1, § 4. ЦОР № 2, 4.

 

 

 

Неопределенность знания

 

Что такое неопределенность знания? Лучше всего это объяснить на примерах. Допустим, вы бросаете монету, загадывая, что выпадет: орел или решка. Есть всего два варианта возможного результата бросания монеты. Причем ни один из этих вариантов не имеет преимущества перед другим. В таком случае говорят, что они равновероятны* (* Более строгое определение равновероятности: если увеличивать количество бросаний монеты (100, 1000, 10 000 и т. д.), то число выпадений орла и число выпадений решки будут все более близкими.).

Так вот, в этом случае перед подбрасыванием монеты неопределенность знания о результате равна двум. Игральный кубик с шестью гранями может с равной вероятностью упасть на любую из них. Значит, неопределенность знания о результате бросания кубика равна шести. Еще пример: спортсмены-лыжники перед забегом путем жеребьевки определяют свои порядковые номера на старте. Пусть имеется 100 участников соревнований. Тогда неопределенность знания спортсменом своего номера до жеребьевки равна 100.

Следовательно, можно сказать так: неопределенность знания о некотором событии — это количество возможных результатов события (бросания монеты, кубика; вытаскивания жребия и пр.).

 

Коротко о главном

 

Неопределенность знания о некотором событии — это количество возможных результатов события.

Сообщение, уменьшающее неопределенность знания в два раза, несет 1 бит информации.

Для определения количества информации i, содержащейся в сообщении о том, что произошло одно из N равновероятных событий, нужно решить показательное уравнение 2 ⁱ = N.

Вопросы и задания

 

1. Что такое неопределенность знания о результате какого-либо события? Приведите примеры.

2. Как с точки зрения содержательного подхода к измерению информации определяется единица измерения количества информации?

3. По какой формуле можно вычислить количество информации, содержащейся в сообщении?

4. Сколько битов информации несет сообщение о том, что из колоды в 32 карты достали «даму пик»?

5. Проводятся две лотереи: «4из32» и «5из64». Сообщение о результатах какой из лотерей несет больше информации?

 

ЕК ЦОР: Часть 1, дополнение к главе 1. ЦОР № 1-5.

 

 

 

 

 

§ 5

Принципы фон Неймана

 

В 1946 году американский ученый Джон фон Нейман сформулировал основные принципы устройства и работы ЭВМ. Описанный выше состав устройств ЭВМ и взаимодействие между ними называют архитектурой фон Неймана. Для неймановской архитектуры характерно наличие одного процессора, который управляет работой всех остальных устройств. С другими принципами фон Неймана вам еще предстоит познакомиться.

 

Коротко о главном

 

Компьютер — это программно управляемое устройство для выполнения любых видов работы с информацией.

В состав компьютера входят: процессор, память, устройства ввода, устройства вывода.

В памяти компьютера хранятся данные и программы. Компьютер работает по программам, созданным человеком.

 

Вопросы и задания

 

1. Какие возможности человека воспроизводит компьютер?

2. Перечислите основные устройства, входящие в состав компьютера. Какое назначение каждого из них?

3. Опишите процесс обмена информацией между устройствами компьютера.

4. Что такое компьютерная программа?

5. Чем отличаются данные от программы?

6. Подготовьте доклад о принципах, сформулированных фон Нейманом.

 

ЕК ЦОР: Часть 1, глава 2, § 5. ЦОР № 5, 7.

 

§ 6

Компьютерная память

 

Основные темы параграфа:

■ внутренняя и внешняя память;

■ структура внутренней памяти компьютера;

■ программа в памяти компьютера;

■ носители и устройства внешней памяти.

Внутренняя и внешняя память

 

Работая с информацией, человек пользуется не только своими знаниями, но и книгами, справочниками и другими внешними источниками. В главе I «Человек и информация» было отмечено, что информацию можно хранить в памяти человека и на внешних носителях. Заученную информацию человек может забыть, а записи сохраняются надежнее.

У компьютера тоже есть два вида памяти: внутренняя (оперативная) и внешняя (долговременная) память.

Внутренняя память — это электро