Ім'я файлу: Лекция 1.doc
Розширення: doc
Розмір: 52кб.
Дата: 03.06.2021
скачати
Пов'язані файли:
Жовта гарячка.docx

I. Тема лекции: Вводная лекция.


Конспект лекции:

1.1 Вводная лекци. Основные понятия: сигналы и данные, данные и методы, аппаратное обеспечение, программное обеспечение, информация, количество информации, обработка информации, файлы и файловая структура. Предмет и задачи информатики. Носители данных. Операции над данными. Кодирование информации.

Данные – структурированная информация.

Информация – это продукт взаимодействия данных и адекватных им методов.

Термин “информатика” (франц. informatique) происходит от французских слов information (информация) и automatique (автоматика) и дословно означает “информационная автоматика”.

Инфоpматика — это основанная на использовании компьютерной техники дисциплина, изучающая структуру и общие свойства информации, а также закономерности и методы её создания, хранения, поиска, преобразования, передачи и применения в различных сферах человеческой деятельности.  

Аппаратное обеспечение – комплекс технических средств, образующих аппаратную конфигурацию.

А для программных средств выбрано (а точнее, создано) очень удачное слово Software (буквально — “мягкие изделия”), которое подчёркивает равнозначность программного обеспечения и самой машины и вместе с тем подчёркивает способность программного обеспечения модифицироваться, приспосабливаться, развиваться.

Программное обеспечение — это совокупность всех программ, используемых компьютерами, а также вся область деятельности по их созданию и применению.  

Термин “информация” происходит от латинского слова “informatio”, что означает сведения, разъяснения, изложение.

Информация — это настолько общее и глубокое понятие, что его нельзя объяснить одной фразой. В это слово вкладывается различный смысл в технике, науке и в житейских ситуациях.

Информация — сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые воспринимают информационные системы (живые организмы, управляющие машины и др.) в процессе жизнедеятельности и работы.  

Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т.п.), несущую смысловую нагрузку и представленную в понятном компьютеру виде. Каждый новый символ в такой последовательности символов увеличивает информационный объём сообщения.  

Информация может существовать в самых разнообразных формах:

  • в виде текстов, рисунков, чертежей, фотографий;

  • в виде световых или звуковых сигналов;

  • в виде радиоволн;

  • в виде электрических и нервных импульсов;

  • в виде магнитных записей;

  • в виде жестов и мимики;

  • в виде запахов и вкусовых ощущений;

  • в виде хромосом, посредством которых передаются по наследству признаки и свойства организмов и т.д.

Какое количество информации содержится, к примеру, в тексте романа “Война и мир”, в фресках Рафаэля или в генетическом коде человека? Ответа на эти вопросы наука не даёт и, по всей вероятности, даст не скоро.

А возможно ли объективно измерить количество информации? Важнейшим результатом теории информации является вывод:

В определенных, весьма широких условиях можно пренебречь качественными особенностями информации, выразить её количество числом, а также сравнить количество информации, содержащейся в различных группах данных.  

В качестве единицы информации условились принять один бит (англ. bit — binary, digit — двоичная цифра).

Бит в теории информации — количество информации, необходимое для различения двух равновероятных сообщений. А в вычислительной технике битом называют наименьшую “порцию” памяти, необходимую для хранения одного из двух знаков “0” и “1”, используемых для внутри машинного представления данных и команд.  

Бит — слишком мелкая единица измерения. На практике чаще применяется более крупная единица — байт, равная восьми битам. Именно восемь битов требуется для того, чтобы закодировать любой из 256 символов алфавита клавиатуры компьютера (256=28>).

В настоящее время получили распространение подходы к определению понятия “количество информации”, основанные на том, что информацию, содержащуюся в сообщении, можно нестрого трактовать в смысле её новизны или, иначе, уменьшения неопределённости наших знаний об объекте.

Широко используются также ещё более крупные производные единицы информации:

  • 1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 210> байт,

  • 1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 220> байт,

  • 1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230> байт.

В последнее время в связи с увеличением объёмов обрабатываемой информации входят в употребление такие производные единицы, как:

  • 1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 240> байт,

  • 1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 250> байт.

Обработка информации – получение одних информационных объектов из других информационных объектов путем выполнения некоторых алгоритмов.

Обработка является одной из основных операций, выполняемых над информацией, и главным средством увеличения объёма и разнообразия информации.

Средства обработки информации — это всевозможные устройства и системы, созданные человечеством, и в первую очередь, компьютер — универсальная машина для обработки информации.

Компьютеры обрабатывают информацию путем выполнения некоторых алгоритмов.

Файл - это последовательность произвольного числа байтов, обладающая уникальным собственным именем.

+Файловая структура – это иерархическая структура, с помощью которой организуется хранение файлов.

1.2 Системы счисления. Операции над двоичными кодами. Перевод из одной системы счислении в другую.


Система счисления — сово­купность правил наименования и изображения чисел с помощью набора символов, называемых цифрами. Системы счисления де­лятся на позиционные и непозиционные. Пример непозиционной системы счисления — римская: несколько чисел приняты за основ­ные (например, I, V, X), а остальные получаются из основных путем сложения (как VI, VII) или вычитания (как IV, IX). К позици­онным системам счисления относятся двоичная, десятичная, вось­меричная, шестнадцатеричная. Здесь любое число записывается последовательностью цифр соответствующего алфавита, причем значение каждой цифры зависит от места (позиции), которое она занимает в этой последовательности. Например, в записи 555, сде­ланной в десятичной системе счисления, использована одна цифра 5, но в зависимости от занимаемого ею места она имеет разное ко­личественное значение — 5 единиц, 5 десятков или 5 сотен. Поэто­му справедливы равенства (подстрочные индексы применим для указания, в какой системе счисления записано число):

555,510 =5-102 +5-101 +5-100 +5-10-1;

11,012 =1*21+1*20+1*2-1+1*2-2

Сложение в двоичной системе счисления. После этих пред­варительных рассуждений запишем правило выполнения в двоичной системе счисления арифметического сложения одно­разрядных чисел:

0+0=0; 1+0=1; 0+1=1; 1+1=10.

Следовательно, используя известное запоминание в уме при переносе переполнения в старший разряд, получаем: 11101010011,111 +1111100101,011+101100111001,010

Вычитание в двоичной системе счисления. Исходя из того, что вычитание есть действие, обратное сложению, запишем правило арифметического вычитания одноразрядных чисел в двоичной системе счисления:

0-0=0; 1-0=1; 1-1=0; 10-1=1.

Используя это правило, можно проверить правильность произ­веденного выше сложения вычитанием из полученной суммы одного из слагаемых. При этом, чтобы вычесть в каком-либо разря­де единицу из нуля, необходимо «занимать» недостающее коли­чество в соседних старших разрядах (так же, как в десятичной системе счисления поступают при вычитании большего числа из меньшего).

Умножение в двоичной системе счисления. Правила умноже­ния одноразрядных двоичных чисел наиболее очевидны:

0.0=0; 1-0=0; 0-1=0; 1-1=1.

В таком случае, записывая столбиком процесс умножения двух много разрядных двоичных чисел, получим следующий результат:

1011,01

х 101,11

101101

101101

101101

101101

1000000,1011

Заметим, что при решении этого примера понадобилось в каж­дом разряде найти сумму четырех одноразрядных двоичных чисел. При этом мы учли, что в двоичной системе счисления

1 +1 +1 =10+1 = 11;

1+141+1=11+1 =100.

Деление в двоичной системе счисления осуществляется так же, как и в десятичной, с использованием умножения и вычитания:



Перевод числа из десятичной системы счисления в двоичную

Пусть требуется найти представление числа 1210 в двоичной системе счисления Поступаем следующим образом: делим, начиная с 12, каждое получающееся частное на основание системы, в которую перево­дим число, то есть на 2. Получаем

Затем, начиная с последне­го частного (в нашем случае оно всегда будет равно 1), записывае­мого в старший разряд формируемого двоичного представления, фиксируем все остатки. В итоге получаем ответ: 1210 == 11002.

Перевод числа из двоичной системы счисления в десятичную. Это перевод — как бы обратный к изложенному выше. Его наибо­лее просто осуществить, основываясь на позиционности двоичной системы счисления. Уже отмечалась правомерность записи двоич­ного числа в виде суммы степеней основания системы счисления, то есть степеней двойки. Сделав такую запись, надо подсчитать де­сятичное значение полученной суммы:

1000001001,1012 = (1 • 29 + 0 • 28 + 0 • 27 + 0 • 26 + 0 • 25 + +0•24+1•23+0•22+0•21+1•20+1•2-14-0•2-2+1.2-з)10 = (512 + 8 + 1 + 1.2+ 1/8)10= (521 + 5/8)10= (521,625)10.

+(Заметим, что, несмотря на длину исходной двоичной записи, степени числа 2 легко подсчитываются без калькулятора, которого может не оказаться под рукой. Действительно, известно, что 25 = == 32; 28 = 256; 210 = 1024. Часто достаточно просто разделить или умножить на двойку уже известное.
Контрольные вопросы:

  1. Что такое информация?

  2. Приведите примеры, подтверждающие наличие и общность инфор­мационных процессов в живой природе, обществе, технике.

  3. Что позволяет говорить об информационной деятельности человека?

  4. В какой форме можно передать информацию от человека к человеку, от чего зависит выбор этой формы?

  5. Какие средства для передачи информации возможны?

  6. Приведите примеры формальных языков.

  7. Как определяется процесс кодирования информации и почему в нем существует необходимость?

  8. Расскажите о способах измерения информации.

  9. Какие единицы измерения количества информации вы знаете?

  10. Почему 1 Кбайт = 1024 байта, а не 1000?

  11. Почему двоичное представление информации входит в число основ­ных принципов работы современных ЭВМ?

  12. Докажите, что двоичное представление информации принципиально для работы компьютера.

  13. Как вы понимаете термин «дискретная информация»?

  14. Что такое система счисления?

  15. Какие существуют системы счисления

  16. Сложить два любых двоичных числа.

  17. Объяснить правило вычитания двоичных чисел

  18. Объяснить правило умножения двоичных чисел

  19. Объяснить правило деления двоичных чисел

скачати

© Усі права захищені
написати до нас