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. binary digit (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:
Kсимв = 7
Pалф = 26+10
K = 20
V = ?
Решение:
1. Определим количество символов, участвующих в кодировании (мощность алфавита):
Pалф = 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:
Pалф = 101
K = 80
V = ?
Решение:
1. Количество событий (мощность алфавита) определим как количество запоминаемых величин от 0 до 100 :
Pалф = 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:
V1с = 8[Бит]
Kсимв = 19
Vтф = ?
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:
V1с.2 = 16[Бит]
V1с.2 = 8[Бит]
Vтф.1 - Vтф.2 = 480
Kсимв = ?
Решение:
1. Объем текстового файла 1 определяем по формуле:
Vтф.1 = Kсимв * V1с.1
2. Объем текстового файла 2 определяем по формуле:
Vтф.2 = Kсимв * V1с.2
3. Определим разность объемов:
Vтф.1 - Vтф.2 = Kсимв * V1с.1 - Kсимв * V1с.2
4. Kсимв выносим за скобки
Kсимв * (V1с.1 - V1с.2) = 480
5. Значит можно определить количество символов
Kсимв = 480 : (V1с.1 - V1с.2)
Kсимв = 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. binary digit (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.