Лекция 1. Понятие информатики и информации
Г. Р. КАДЫРОВА
Курс лекций по информатике
Часть 1
Учебное пособие
Ульяновск
УДК 681.3.06(075)
ББК 22.18я7
К 13
Рецензенты: зав. кафедрой «Механика и теория управления» УлГУ,
д-р ф.-м. наук, профессор А. С. Андреев; зав. кафедрой «Гуманитарные и естественнона-
учные дисциплины» филиала ПАГС, канд. пед. наук, доцент Ж. В. Болтачева.
Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия.
К 13
Кадырова, Г. Р.
Курс лекций по информатике: учебное пособие. В 2 частях. Часть. 1.
/ Г. Р. Кадырова. – Ульяновск: УлГТУ, 2008. – 100 с.
ISBN 978-5-9795-0266-3
В учебном пособии согласно требованиям «Государственного образовательного стан- дарта» рассмотрены основные понятия информатики как естественнонаучной дисцип- лины, дана общая характеристика процесса сбора, обработки, хранения и передачи ин- формации. Проанализировано аппаратное и программное обеспечение ЭВМ. Приведе- но описание структуры и функций персонального компьютера.
Учебное пособие предназначено для студентов дневной и заочной форм обучения по специальностям 08010565 «Финансы и кредит», 08010965 «Бухгалтерский учет, ана- лиз и аудит», 27010965 «Теплогазоснабжение и вентиляция», 27010265 «Гражданское и промышленное строительство» при подготовке к лекционным занятиям по курсу «Ин- форматика» и для индивидуального обучения теоретическим основам информатики.
Подготовлено на кафедре «Прикладная математика и информатика».
УДК 681.3.06 (075)
ББК 22.18я7
Учебное издание
КАДЫРОВАГульнара Ривальевна
КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ИНФОРМАТИКЕ
Часть 1
Учебное пособие
Печатается в авторской редакции
Подписано в печать 11.09.2008. Формат 60×84/16.
Бумага офсетная. Усл. печ. л. 5,81.
Тираж 100 экз. Заказ .
Ульяновский государственный технический университет
432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, д. 32.
Типография УлГТУ. 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, д. 32.
© Кадырова Г. Р. 2008
ISBN 978-5-9795-0266-3 © Оформление. УлГТУ, 2008
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ ............................................................................................................................................................. 7
ТЕМА 1. ПОНЯТИЕ ИНФОРМАТИКИ И ИНФОРМАЦИИ ................................................................................ 8
ИНФОРМАТИКА .............................................................................................................................................................. 8
ИНФОРМАЦИЯ .............................................................................................................................................................. 11
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ............................................................................................................................................. 16
ТЕМА 2. ДАННЫЕ И ИХ КОДИРОВАНИЕ ........................................................................................................... 17
НОСИТЕЛИ ДАННЫХ .................................................................................................................................................... 17
КОДИРОВАНИЕ ДАННЫХ ДВОИЧНЫМ КОДОМ .............................................................................................................. 17
КОДИРОВАНИЕ ЦЕЛЫХ И ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫХ ЧИСЕЛ ................................................................................................... 17
КОДИРОВАНИЕ ТЕКСТОВЫХ ДАННЫХ.......................................................................................................................... 18
КОДИРОВАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ ДАННЫХ...................................................................................................................... 20
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ............................................................................................................................................. 20
ЛЕКЦИЯ 3. ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА И ЕДИНИЦЫ ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ ................... 22
ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА .................................................................................................................................. 22
ЕДИНИЦЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ДАННЫХ.......................................................................................................................... 23
ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ДАННЫХ .................................................................................................................................. 23
ЕДИНИЦЫ ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ .................................................................................................................................... 23
ПОНЯТИЕ О ФАЙЛОВОЙ СТРУКТУРЕ............................................................................................................................. 24
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ............................................................................................................................................. 25
ЛЕКЦИЯ 4. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ...................................................... 26
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ............................................................................................................................................. 28
ТЕМА 5. ЭВОЛЮЦИЯ СРЕДСТВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ............................................................. 29
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ............................................................................................................................................. 30
ТЕМА 6. ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН ................................................................ 31
КЛАССИФИКАЦИЯ ЭВМ ПО ПРИНЦИПУ ДЕЙСТВИЯ .................................................................................................... 31
КЛАССИФИКАЦИЯ ЭВМ ПО ЭТАПАМ СОЗДАНИЯ И ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЕ ...................................................................... 32
КЛАССИФИКАЦИЯ ЭВМ ПО НАЗНАЧЕНИЮ ................................................................................................................. 37
КЛАССИФИКАЦИЯ ЭВМ ПО РАЗМЕРАМ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МОЩНОСТИ ................................................................ 38
Большие компьютеры ............................................................................................................. 40
Малые компьютеры................................................................................................................. 41
Микрокомпьютеры .................................................................................................................. 42
Суперкомпьютеры ................................................................................................................... 44
Кластерные суперкомпьютеры.............................................................................................. 46
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ............................................................................................................................................. 47
ТЕМА 7. АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ............................................................................................................ 49
СИСТЕМНЫЙ БЛОК ....................................................................................................................................................... 49
Корпус системного блока ....................................................................................................... 49
Материнская плата ................................................................................................................ 50
Чипсет................................................................................................................................................................ 51
Процессор.......................................................................................................................................................... 52
Шины материнской платы............................................................................................................................... 55
Оперативная память ......................................................................................................................................... 57
Микросхема ПЗУ и система BIOS .................................................................................................................. 58
Энергонезависимая память CMOS ................................................................................................................. 59
Жесткий диск ........................................................................................................................... 59
Дисковод гибких дисков ........................................................................................................... 60
Дисковод компакт-дисков CD-ROM ...................................................................................... 61
DVD-накопители ...................................................................................................................... 61
Видеокарта (видеоадаптер)................................................................................................... 62
Звуковая карта ......................................................................................................................... 64
МОНИТОР ..................................................................................................................................................................... 64
КЛАВИАТУРА ............................................................................................................................................................... 66
МЫШЬ .......................................................................................................................................................................... 70
ДРУГИЕ УСТРОЙСТВА ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА ............................................................................................... 71
Устройства ввода графических данных ............................................................................... 71
Устройства вывода данных ................................................................................................... 71
Устройства хранения данных ................................................................................................ 73
Модем. ....................................................................................................................................... 73
Устройство бесперебойного питания (УБП ........................................................................ 74
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ............................................................................................................................................. 74
ТЕМА 8. УРОВНИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ................................................................................... 77
КЛАССЫ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ ............................................................................................................................. 78
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ............................................................................................................................................. 80
ТЕМА 9. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ ............................................................................ 81
СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ................................................................................................................ 81
Операционные системы .......................................................................................................... 82
Общие понятия ................................................................................................................................................. 82
Классификация операционных систем ........................................................................................................... 84
Операционная система UNIX .......................................................................................................................... 87
Операционные системы Windows ................................................................................................................... 88
Драйверы ................................................................................................................................... 89
Сервисные системы................................................................................................................. 90
Инструментальные программные средства ........................................................................ 92
Системы технического обслуживания ................................................................................. 94
ПРИКЛАДНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ .............................................................................................................. 94
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ............................................................................................................................................. 96
ТЕМА 10. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ФАЙЛОВОЙ СИСТЕМЫ ......................................................................... 98
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ........................................................................................................................................... 101
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК .................................................................................................................... 102
Предисловие
Настоящее пособие посвящено изучению основ информатики. Современ- ная информатика очень велика по объему и очень динамична. Если изучаемые в вузах курсы математики, химии и большинства других наук практически не из- меняются на протяжении многих лет будущей профессиональной деятельности сегодняшнего студента, то в информатике дело обстоит иначе.
В понимании некоторых людей информатика есть совокупность приемов и методов работы с компьютерами. На самом деле это не совсем так: компьютеры
являются лишь техническим средством, с помощью которого информатика реа-
лизует свой прикладной пользовательский уровень.
Информатика – комплекс научно-практических дисциплин, изучающих все аспекты получения, хранения, преобразования, передачи и использования ин- формации. Более детальное обсуждение содержания информатики, отражения разных точек зрения приводится в теме 1. Однако из какого бы определения ни исходить у современной информатики есть два взаимодополняющих аспекта – научный и технологический. Первый является более устоявшимся, второй – весьма мобильным, хотя и в технологической части информатики есть вполне сформировавшееся ядро.
Приведем примеры. Так, существует большое количество алгоритмиче-
ских языков программирования и, допустим, что человеку, умеющему работать с Паскалем, приходится браться за Си. Новая система обозначений, дополни- тельные возможности – на некоторое время может полностью поглотить вни- мание, но постепенно приходит понимание: главное – навыки к алгоритмиза- ции и структурированию данных, и если они есть, то кодирование алгоритмов на другом языке или переход на другую программу из данного класса про- грамм, но с большими возможностями – дело не самое сложное. И так с любой программой.
Итак, главное при изучении информатики – освоить фундаментальные по-
нятия каждой из ее областей, ориентироваться в их взаимосвязи, приобрести навыки практической работы с важнейшими техническими и программными
средствами.
Данное пособие охватывает основные разделы современной информатики,
очерченные стандартом дисциплины для данных специальностей. Очень важна теоретическая база, закладываемая в темах 1 и 2.
Без отчетливого понимания истории развитии вычислительных средств
(тема 5), классификации ЭВМ (тема 6), основ функционирования вычислитель-
ной техники (темы 3, 4, 7), уровней программного обеспечения (тема 8), клас- сификации программных средств (тема 9), основных понятий файловой систе- мы (тема 10) нельзя всерьез освоить многие разделы информатики.
Данное пособие может быть использовано как для подготовки к лекцион- ным занятиям по курсу «Информатика», так и для индивидуального обучения теоретическим основам информатики.
Лекция 1. Понятие информатики и информации
Информатика
Термин «информатика» (l’informatique) введен французскими учеными около 30 лет тому назад. Французская Академия Наук определяла информатику
как «науку об осуществляемой преимущественно с помощью автоматических средств целесообразной обработке информации, рассматриваемой как представление знаний и сообщений в технических, экономических и социальных областях». Этот термин образовался соединением двух ключевых
слов – «информация» и «автоматика». Это достаточно молодая и бурно развивающаяся наука. В англоязычных странах более ужился термин «computer science» (компьютерная, вычислительная наука, наука о компьютерах, точнее,
наука о преобразовании информации с помощью компьютеров). В нашей стране принято более широкое и фундаментальное толкование информатики.
Следует отметить, что определений информатики в современной
литературе множество. Это происходит оттого, что данная область знаний относительно новая и соответствующий понятийный аппарат не совсем устоялся.
Информатика – это наука, изучающая структуру, общие свойства, вопросы сбора, хранения, поиска, переработки (преобразования), использования (актуализации) знаний, научно-технической информации.
Это – классическое определение информатики.
Информатика – наука об информации и информационных процессах, о моделях и моделировании, об алгоритмах и алгоритмизации, о программах и программировании для различных классов исполнителей алгоритмов, в
частности, компьютеров, об их использовании в общественном развитии. Это определение назовем «рабочим» определением информатики; оно используется часто при рассмотрении научно-практических проблем.
Информатика – наука, изучающая информационные аспекты системных процессов и системные аспекты информационных процессов. Это определение можно считать системным определением информатики.
С информатикой часто связывают одно из следующих понятий: это либо отрасль производства, либо фундаментальная наука, либо прикладная дисцип- лина, либо совокупность определенных средств, используемых для преобразо-
вания информации. В соответствии с этим структура информатики приведена на рис. 1.1.
В состав технических средстввходят компьютеры и связанные с ними периферийные устройства (мониторы, клавиатуры, принтеры и плоттеры, мо-
демы и т. д.), линии связи, средства оргтехники и т. п., т. е. те материальные ре- сурсы, которые обеспечивают преобразование информации, причем главенст- вующую роль в этом списке играет компьютер. По своей специфике компьютер
нацелен на решение очень широкого круга задач по преобразованию информа-
ции, при этом выбор конкретной задачи при использовании компьютера опре-
деляется программным средством, под управлением которого функционирует компьютер.
К программным средствам(продуктам) относятся операционные систе- мы, интегрированные оболочки, системы программирования и проектирования программных продуктов, различные прикладные пакеты, такие как текстовые и
|
средства для преобразования информации
| технические | программные | математические | ||
| средства | продукты | методы и модели, | ||
| (hardware) | (software) | алгоритмы | ||
| (brainware) |
информатика
| производство технических и программных средств | методология создания средств преобразования информации | изучение закономерностей информационных процессов | ||
| разработка технологий преобразования | теория информационной | разработка информационных систем и технологий | ||
| информации | Техники |
Рис 1.1. Структура информатики
Математические методы, модели и алгоритмыявляются тем базисом, который положен в основу проектирования и изготовления любого программ- ного или технического средства в силу их исключительной сложности и, как следствие, невозможности умозрительного подхода к созданию.
Перечисленные выше три ресурсных компонента информатики играют разную роль в процессе информатизации общества. Так, совокупность про- граммных и технических средств, имеющихся в том или ином обществе, и по- зволяет сделать его информационным, когда каждый член общества имеет воз- можность получить практически любую (исключая, естественно, секретную) интересующую его информацию (такие потребители информации называются конечными пользователями). В то же время сложность технических и про- граммных систем заставляет использовать имеющиеся технические и про- граммные продукты, а также нужные методы, модели и алгоритмы для проек-
тирования и производства новых и совершенствования старых технических и программных систем. В этом случае можно сказать, что средства преобразова- ния информации используются для производства себе подобных. Тогда их пользователем является специалист в области информатики, а не конечный пользователь.
Разработкой абстрактных методов, моделей и алгоритмов, а также связан- ных с ними математических теорий занимается фундаментальная наука. Ее прерогативой является исследование процессов преобразования информации и на основе этих исследований разработка соответствующих теорий, моделей, методов и алгоритмов, которые затем применяются на практике.
Практическое использование результатов исследований информатики как фундаментальной науки воплощается в информатике – отрасли производства.
В самом деле, широко известны западные фирмы по производству программ- ных продуктов, такие как Microsoft, Lotus, Borland, и технических средств – IBM, Apple, Intel, Hewlett Packard и другие. Помимо производства самих техни-
ческих и программных средств разрабатываются также и технологии преобра-
зования информации.
Подготовкой специалистов в области преобразования информации занима-
ется информатика как прикладная дисциплина. Она изучает закономерности протекания информационных процессов в конкретных областях и методологии разработки конкретных информационных систем и технологий.
Предмет информатики составляют следующие понятия:
• аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;
• программное обеспечение средств вычислительной техники;
• средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;
• средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.
Как видно из этого списка, в информатике особое внимание уделяется во-
просам взаимодействия. Для этого даже есть специальное понятие – интер- фейс. Методы и средства взаимодействия человека с аппаратными и программ- ными средствами называют пользовательским интерфейсом. Соответственно, существуют аппаратные интерфейсы, программные интерфейсы и аппарат- но-программные интерфейсы.
Основной задачей информатики является систематизация приемов и мето-
дов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной тех- ники. Цель систематизации состоит в выделении, внедрении и развитии передо- вых, наиболее эффективных технологий, в автоматизации этапов работы с дан- ными, а также в методическом обеспечении новых исследований.
На всех этапах технического обеспечения информационных процессов для информатики ключевым понятием является эффективность.
В информатике все жестко ориентировано на эффективность. Вопрос, как
сделать ту или иную операцию, для информатики является важным, но не ос- новным. Основным же является вопрос, как сделать данную операцию эффективно.
Информация
Как видно из определения информатики, ее функций и задач одним из ключевых понятий информатики является информация.
Для определения информации нам очень важно понять, что информация
образуется из данных, но ее содержательная часть зависит не только оттого, ка- кие сигналы были зарегистрированы при образовании данных, но и оттого, ка- ким методом данные воспроизводятся. Данные — это зарегистрированные сигналы.
Методы воспроизведения и обработки данных можно разделить на есте-
ственные и технические.
Естественные методы воспроизведения данных присущи человеку и дру-
гим организмам живой природы. Если мы говорим о человеке, то прежде всего к естественным методам относим все методы, основанные на его органах чувств (зрение, осязание, обоняние, слух и вкус).
Благодаря зрению человек получает отпечаток окружающей среды на сет- чатке глаза. Сигналы регистрируются нервными окончаниями сетчатки, в ре- зультате чего образуются данные, которые впоследствии анализируются голов-
ным мозгом. Результатом этого анализа является наблюдаемый образ, то есть
информация.
Вам, конечно, знакома разница между внимательным и невнимательным наблюдением. И в том и в другом случае на сетчатке глаза образуются совер-
шенно одинаковые данные, но информацию мы получаем разную. Это связано с тем, что при внимательном наблюдении мозг применяет более сложные мето- ды обработки данных.
Хороший пример того, как из одних и тех же данных образуется разная информация, представляют собой стереограммы. Их следует рассматривать так, чтобы левый и правый глаз фокусировались в разных точках рисунка. В этом
случае мозг обрабатывает данные иным методом, и вместо регулярного узора мы можем наблюдать скрытое объемное изображение.
Кроме методов, основанных на органах чувств, человек обладает и други-
ми методами обработки данных. К ним относится логическое мышление, вооб-
ражение, сравнение, сопоставление, анализ, прогнозирование и другие.
В связи с бурным развитием вычислительной техники в последние годы в классе технических методов четко выделились два направления: аппаратные и
программные методы, способные во многих случаях подменять или дополнять друг друга.
Широкое внедрение средств вычислительной техники позволяет автомати-
зировать обработку самых разных видов данных с помощью компьютеров. Компьютер — это прибор особого типа, в котором одновременно сочетаются аппаратные и программные методы обработки и представления информации.
До сих пор мы определили только данные как результат регистрации сиг-
налов. Определить, что такое информация, не столь просто, хотя бы потому,
что она, в отличие от данных, не является объектом материальной природы и образуется в результате взаимодействия данных с методами.
Несмотря на то что понятие информации очень широко используется и в науке, и в повседневной жизни, его строгого научного определения до послед- него времени не существовало. По сей день разные научные дисциплины вво-
дят это понятие по-разному. Здесь можно выделить три возможных подхода:
антропоцентрический, техноцентрический и недетерминированный.
Суть антропоцентрического подхода состоит в том, что информацию ото-
ждествляют со сведениями или фактами, которые теоретически могут быть по-
лучены и усвоены, то есть преобразованы в знания. Этот подход в настоящее время применяется наиболее широко.
Суть техноцентрического подхода состоит в том, что информацию ото-
ждествляют с данными. Этот подход нашел очень широкое распространение в технических дисциплинах.
Недетерминированный подход к понятию информации встречается также
достаточно широко. Он состоит в отказе от определения информации на том основании, что оно является фундаментальным, как, например, материя и энер- гия.
Лишь в последние годы информатика начала формироваться как естест- веннонаучная дисциплина, но она еще не вышла за рамки прикладной техниче- ской науки и потому до сих пор не ввела строгого понятия информации.
Научное определение информации дается достаточно просто, если предпо- ложить, что информация — это динамический объект, не существующий в при- роде сам по себе, а образующийся в ходе взаимодействия данных и методов. Он существует ровно столько, сколько длится это взаимодействие, а все остальное
время пребывает в виде данных.
Информация — это продукт взаимодействия данных и методов, рас-
смотренный в контексте этого взаимодействия.
В нашем определении важным является пояснение «... рассмотренный в контексте этого взаимодействия». Приведем примеры, почему это действи- тельно важно.
Анализируя информационную ценность газет, журналов, телепередач, мы можем прийти к выводу, что она зависит как от данных, так и от методов, кото- рыми выполняется их потребление. Одно дело — внимательно просматривать
телефильм, вслушиваясь в каждое слово, и совсем другое — смотреть его, од-
новременно разговаривая по телефону.
Попробуйте проанализировать свое участие в учебных занятиях. Вы заме-
тите, что фактор внимательности влияет на содержание информации, получен-
ной из данных, которые излагает преподаватель. Проявляя внимательность, мы расширяем возможности естественных методов, основанных на органах чувств, за счет методов логического мышления. Правда, при этом мы быстрее утомля- емся.
Характерными чертамиинформации являются следующие:
Это наиболее важный ресурс современного производства: он снижает по-
требность в земле, труде, капитале, уменьшает расход сырья и энергии.
Вызывает к жизни новые производства.
Является товаром, причем продавец информации ее не теряет после про-
дажи.
Придает дополнительную ценность другим ресурсам, в частности, трудо- вым. Действительно, работник с высшим образованием ценится больше, чем со средним.
Информация может накапливаться.
Как следует из определения, с информацией всегда связывают три поня-
тия:
• источник информации– тот элемент окружающего мира, сведения
о котором являются объектом преобразования;
• потребитель информации– тот элемент окружающего мира, кото-
рый использует информацию;
• сигнал– материальный носитель, который фиксирует информацию для переноса ее от источника к потребителю.
Одной из важнейших разновидностей информации является информация экономическая; ее отличительная черта – связь с процессами управления кол- лективами людей, организаций.
Экономическая информация – это совокупность сведений, возникающих в
процессе производственно-хозяйственной, коммерческой и финансовой дея-
тельности .
Совокупность экономической информации структурно можно свести к оп-
ределенному набору экономических показателей (ЭП).
Простой, элементарной составляющей единицей экономической информа-
ции является реквизит.
Реквизит – логически неделимый элемент (нельзя разделить на более мел- кие единицы – буквы, цифры – без потери смысла) показателя, соотносимый с определенным свойством отображаемого информацией объекта или процесса. Каждый ЭП состоит из одного реквизита-основанияи одного или нескольких реквизитов-признаков.
Реквизит-основание характеризует количественную сторону объекта или процесса и определяет значение показателя; реквизиты-признаки характеризу-
ют качественную сторону и определяют наименование показателя (идентифи-
цируют показатель).
Из определения информации вытекает важное свойство ее динамичности.
Дело в том, что информация существует крайне непродолжительное время — ровно столько, сколько продолжается взаимодействие данных и методов во время ее создания, потребления или преобразования. Как только это взаимо- действие завершается, мы опять имеем данные, но уже представленные в дру- гой форме.
Информационный процесс — это всегда цикл образования информации из данных и немедленного ее сохранения в виде новых данных. Информация су-
ществует крайне непродолжительное время, но сам информационный процесс длится столько, сколько существуют носители данных, представляющие ин- формацию. Исследуя сегодня египетские иероглифы, ученые продолжают ин- формационный процесс, начатый несколько тысяч лет назад.
В вычислительной технике, как и везде, информационный процесс проте-
кает в ходе взаимодействия данных и методов. Однако он имеет особенность, связанную с тем, что некоторые этапы происходят автоматически, без участия человека. В ходе этих этапов данные, представленные зарегистрированными сигналами, взаимодействуют как с аппаратными методами (компьютерами и другими устройствами), так и с программными методами (компьютерными программами).
При этом важной особенностью компьютерных программ является их двойственная природа. С одной стороны, они проявляют себя как методы, а с
другой стороны — как данные.
Компьютерные программы могут существовать в двух фазах: в активной и пассивной. В активной фазе программа работает совместно с оборудованием,
ее команды управляют процессором компьютера, который под их воздействием обрабатывает данные и взаимодействует с другим оборудованием.
В пассивной фазе компьютерная программа ничем от данных не отличает- ся. Ее точно так же можно хранить, транспортировать по каналам связи, вос- производить в виде печатного текста или экранного изображения. Ее можно
даже обрабатывать другими программами. Программу, представленную как данные, можно редактировать, то есть изменять ее содержание.
Классификациюинформации выполняют по нескольким основаниям (эта классификация не является строгой и может меняться):
По времени возникновения:
а) априорная – известна потребителю заранее, до получения сигнала;
б) апостериорная – становится известной потребителю после получения сигнала.
Так, получаемая сейчас читателем информация является априорной, если он освоил азы информатики в школе, и апостериорной в противном случае.
По стабильности:
а) переменная – отражает фактические характеристики источника инфор-
мации. Может меняться.
б) постоянная – неизменная и многократно используемая в течение дли- тельного периода времени. Строго говоря, и эта информация может меняться, но с гораздо меньшей частотой, которой можно пренебречь.
Так, в настоящем учебном пособии используются оба вида информации.
Упомянутые выше фирмы-производители технических и программных средств относятся к первому виду. В самом деле, может статься, что к моменту прочте- ния данного текста эти фирмы перестанут существовать на рынке производите- лей. В то же время весь понятийный аппарат, излагаемый по тексту, относится к постоянной информации и является тем понятийным базисом, который по-
зволяет специалистам-информатикам говорить на одном профессиональном языке.
По способу использования:
а) вспомогательная – необязательные данные;
б) закрытая – ее использование возможно с согласия определенных физи-
ческих или юридических лиц;
в) избыточная – дублирует данные;
г) коммерческая – является объектом купли-продажи.
Отметим в качестве комментария, что излагаемая в учебном пособии ин-
формация не является ни закрытой, ни коммерческой. Её нельзя рассматривать как вспомогательную информацию – данный материал важен как минимум для сдачи экзамена в сессию. В то же время, возможна избыточность, которая вво- дится умышленно для лучшего понимания.
Будучи объектом преобразования и использования, информация характе-
ризуется следующими свойствами:
• синтаксис– свойство, определяющее способ представления инфор- мации на носителе (в сигнале). Так, данная информация представлена на бу- мажном носителе с помощью определенного шрифта. Здесь же можно рассмат- ривать такие параметры представления информации, как стиль и цвет шрифта,
его размеры, формат бумаги и ее качество и т.д. Выделение нужных параметров как синтаксических свойств, очевидно, определяется предполагаемым спосо- бом преобразования. Например, для плохо видящего человека существенным
является размер и цвет шрифта. Если предполагается вводить данный текст в компьютер через сканер, важен формат бумаги.
• семантика– свойство, определяющее смысл информации как соот-
ветствие сигнала реальному миру. Так, семантика сигнала «информатика» за-
ключается в данном ранее определении. Семантика может рассматриваться как некоторое соглашение, известное потребителю информации, о том, что означа- ет каждый сигнал (так называемое правило интерпретации). Например, именно семантику сигналов изучает начинающий автомобилист, штудирующий прави- ла дорожного движения, познавая дорожные знаки (в этом случае сигналами выступают сами знаки). Семантику слов (сигналов) познаёт обучаемый какому- либо иностранному языку. Можно сказать, что смысл настоящего обучения ин- форматике заключается в изучении семантики различных сигналов – суть клю- чевых понятий этой дисциплины.
• прагматика– свойство, определяющее влияние информации на по-
ведение потребителя. Так прагматика информации, получаемой читателем на-
стоящего учебного пособия, заключается, по меньшей мере, в успешной сдаче экзамена по информатике. Хочется верить, что этим прагматика данного труда не ограничится, и он послужит для дальнейшего обучения и профессиональной деятельности читателя.
Следует отметить, что различные по синтаксису сигналы могут иметь оди-
наковую семантику. Например, сигналы «ЭВМ» и «компьютер» означают элек-
тронное устройство для преобразования информации. В этом случае обычно