Информатика – предмет и задачи.

Термин «информатика» возник в 60-х годах во Франции для названия области, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью ЭВМ. Французский термин informatique образован путем слияния слов information (информация) и automatique (автоматика). В англоязычных странах этому термину соответствует синоним Computer science.

Информатика – это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров и их взаимодействием со средой применения.

Информатика в широком смысле представляет собой единство разнообразных отраслей науки, техники и производства, связанных с переработкой информации с помощью компьютеров и телекоммуникационных средств связи во всех сферах человеческой деятельности.

Информатику в узком смысле можно представить как состоящую из трех взаимосвязанных частей - технических средств (hardware), программных средств (software), алгоритмических средств (brainware).

Главная функция информатики заключается в разработке методов и средств преобразования информации и их использовании в организации технологического процесса переработки информации.

Задачи информатики состоят в следующем:

1) исследование информационных процессов любой природы;

2) разработка информационной техники и создание новейшей технологии переработки информации на базе полученных результатов исследования информационных процессов;

3) решение научных и инженерных проблем создания, внедрения и обеспечения эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах общественной жизни.

Лекция №2

Тема: Понятие информации. Виды информации. Формы представления и передачи информации. Кодирование информации. Единицы измерения информации.

Понятие информации

Термин "информация" происходит от латинского слова "informatio", что означает сведения, разъяснения, изложение. Мы постоянно используем слово «информация», однако, несмотря на широкое распространение этого термина, оно является одним из самых дискуссионных в науке. В целом, можно утверждать, что информация – это фундаментальная категория современной науки (такая же, как понятия «вещество» и «энергия») и до сих пор не выработано единого понимания этого основополагающего понятия. Оно не может быть строго определено через более простые понятия. Понятие информация во многом остается интуитивным и получает различные смысловые наполнения в различных отраслях человеческой деятельности.

В обиходе информацией называют любые данные или сведения, которые кого-либо интересуют. Например, сообщение о каких-либо событиях, о чьей- либо деятельности и т.п. "Информировать" в этом смысле означает "сообщить нечто, неизвестное раньше".

Приведем еще несколько определений:

• Информация — это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний (Н.В. Макарова);
• Информация — это отрицание энтропии (Леон Бриллюэн);
• Информация — это мера сложности структур (Моль);
• Информация — это отраженное разнообразие (Урсул);
• Информация — это содержание процесса отражения (Тузов);
• Информация — это вероятность выбора (Яглом).

Современное научное представление об информации очень точно сформулировал Норберт Винер, "отец" кибернетики. А именно:

Информация — это обозначение содержания, полученного из внешнего мира в процессе нашего приспособления к нему и приспособления к нему наших чувств.

Одно и то же информационное сообщение (статья в газете, объявление, письмо, телеграмма, справка, рассказ, чертёж, радиопередача и т.п.) может содержать разное количество информации для разных людей — в зависимости от их предшествующих знаний, от уровня понимания этого сообщения и интереса к нему.

Информация есть характеристика не сообщения, а соотношения между сообщением и его потребителем. Без наличия потребителя, хотя бы потенциального, говорить об информации бессмысленно.

В случаях, когда говорят об автоматизированной работе с информацией посредством каких-либо технических устройств, обычно в первую очередь интересуются не содержанием сообщения, а тем, сколько символов это сообщение содержит.

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

Виды информации

Информация может существовать в виде:

• текстов, рисунков, чертежей, фотографий;
• световых или звуковых сигналов;
• радиоволн;
• электрических и нервных импульсов;
• магнитных записей;
• жестов и мимики;
• запахов и вкусовых ощущений;
• хромосом, посредством которых передаются по наследству признаки и свойства организмов и т.д.

В принципе информацию может переносить любая материальная структура или поток энергии.

Информация передаётся в форме сообщений от некоторого источника информации к её приёмнику посредством канала связи между ними. Источник посылает передаваемое сообщение, которое кодируется в передаваемый сигнал. Этот сигнал посылается по каналу связи. В результате в приёмнике появляется принимаемый сигнал, который декодируется и становится принимаемым сообщением.

	канал связи
ИСТОЧНИК	----------->	ПРИЁМНИК

Передача информации по каналам связи часто сопровождается воздействием помех, вызывающих искажение и потерю информации.

Кодирование информации.

Одну и ту же информацию можно представить и передавать по разному. Для того чтобы сообщение могло быть передано от источника к потребителю, оно должно быть каким-либо образом отражено, зафиксировано. Такое отображение осуществляется с помощью некоторых символов (знаков).

Конечный, упорядоченный набор знаков, используемых для передачи сообщений, называют алфавитом. Последовательность символов алфавита – словом. Сообщение – это последовательность слов. Простой и всем понятный пример такого представления сообщения – его запись словами, составленными из букв русского алфавита. В канале связи способ представления сообщения может изменяться: один алфавит заменяется другим.

Правило отображения одного алфавита в другой называется кодом, а сама процедура - кодированием.

Например, азбука Морзе, язык глухонемых (жестов). В азбуке Морзе каждой букве алфавита ставится в соответствие определенная последовательность точек и тире:

А ∙ − O − − −

О − − − W × - -

С ∙ ∙ ∙ S ∙ ∙ ∙

В современной вычислительной технике информация чаще всего кодируется с помощью последовательностей сигналов всего двух видов: намагничено или не намагничено, включено или выключено, высокое или низкое напряжение и т.д. Принято обозначать одно состояние цифрой 0, а другое – цифрой 1. Такое кодирование называется двоичным кодированием, а цифры 0 и 1 называются битами (от англ. bit – binary digit – двоичная цифра).

Любая информация представляется в ЭВМ последовательностью этих двух цифр 0 и 1. Такие последовательности называются двоичными кодами.

Например: А - 01000001; В – 01000010; С – 01000011; М - 01001101

Итак, для измерения количества информации используется единица измерения бит.

Один бит – это количество информации, содержащееся в сообщении типа «да – нет» (0 или 1 в двоичном коде).

Восемь бит образуют более крупную единицу информации – байт.

8 бит = 1 байт

В основном используются более крупные единицы измерения количества информации:

1 килобайт (кб) = 1024 байт = 2¹⁰ байт

1 Мегабайт (Мб) = 1024 ´ 1024 байт = 2²⁰ байт

1 Гигабайт (Гб) = 1024´ 1024´ 1024 байт = 2³⁰ байт

1 Терабайт (Тб) = 1024 ´1024 ´1024´1024 байт = 2⁴⁰ байт

1 Петабайт (Пб) = 1024´1024 ´1024´1024 ´1024 байт = 2⁵⁰ байт

Число символов, составляющих кодовую комбинацию, называется длиной кода или разрядностью кода. Если разрядность двоичного кода обозначить через n, то полное число кодовых комбинаций будет равно 2ⁿ . Например для КОИ-8 (код обмена информацией) n=8, а полное число кодовых комбинаций составляет 256, что позволяет кодировать все необходимые символы.

Биты и байты используются также для измерения «емкости» памяти и для измерения скорости передачи двоичных сообщений. Скорость передачи измеряется количеством передаваемых бит в секунду (бит/с).

Примеры:

1) Слово мама кодируется последовательностью из 32 цифр

01001101 01000001 01001101 01000001

2) Каков информационный объем такого сообщения: «люблю грозу в начале мая»?

В сообщении 24 символа, считая пробелы. Следовательно, 24 байта или 24*8=192 бита.