Введение в ИнформатикуП

р

е

п

о

д

а

в

а

т

н

л

ь

Д

у

р

я

г

и

н

В

Л

В процессе научно-практической деятельности человечество

выделило такие обобщенные абстрактные понятия, как

вещество, энергия, информация.

Информация – это сведения об окружающем нас

мире, и происходящих в нем процессах, которые могут

воспринимать живые организмы и информационные

системы (радио, телевидение, компьютер).

Термин «Информация» произошел от латинского

informatio, что обозначает пояснение, изложение.

Человек получает информацию с помощью органов

чувств: зрение (90 %), слух, язык, обоняние, осязание.

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ИНФОРМАЦИИ:

Полнота

Достаточность

для понимания

и принятия

решения

Актуальность

(своевременность)

существенность

для настоящего

времени

Понятность

Представление

на языке,

доступном

читателю

Достоверность

Отражение

истинного

положения дел

Объективность

отражение

внешнего

мира независимо от

нашего сознания

К вопросам

Характерные черты информации.Информация – это нематериальная субстанция,

но передается она с помощью сообщений,

состоящих из материальных носителей:

знаков, сигналов и физических процессов,

которые изменяются с течением времени.

Знаки для хранения и передачи информации:записи на бумаге, книги,

дорожные указатели; ноты и пр.

Сигналы:

светофора, берегового маяка,

лампочки на пульте управления самолетом и пр.

Информация зависит не только от самих знаков или сигналов, но и от их взаимного расположения.

Информация является понятной только для того, кто способен ее распознать.

Если из одной точки пространства информация передается в другую, то в начальной точке она не исчезает.

Где поставить запятую?

«Казнить нельзя помиловать»

Иероглиф

«Гармония»

Информация -- это отражение предметного

мира с помощью знаков и сигналов.

Информация в других науках

Информация

Сведения об объектах и явлениях

окружающей среды, их параметрах, свойствах

и состоянии, которые уменьшают имеющуюся

о них степень неопределённости (энтропии) и

неполноты знаний

Кибернетика:Часть знаний,

использующаяся

в целях сохранения,

совершенствования,

развития системы

Биология:Мера разнообразия в

рассматриваемой

системе

Теория

Вероятностей:Вероятность выбора

в рассматриваемой

системе

Техника:Сообщения,

передаваемые

в форме знаков и

сигналов

Математика:Абстракция, абстрактная

модель рассматриваемой

системы

Теория информации:

КЛАССИФИКАЦИЯ

ИНФОРМАЦИИ

По отношению к источнику или приемнику:

Внутренняя

ВыходнаяВходная

КЛАССИФИКАЦИЯ

ИНФОРМАЦИИ

По отношению к конечному результату:

Результирующая

Промежуточная

Исходная

КЛАССИФИКАЦИЯ

ИНФОРМАЦИИ

По стадии использования:

Смешанная

Переменная

Постоянная

КЛАССИФИКАЦИЯ

ИНФОРМАЦИИ

По полноте:

Недостаточная

Достаточная

Избыточная

КЛАССИФИКАЦИЯ

ИНФОРМАЦИИ

По доступу:

ЗакрытаяОткрытая

Посылает

передаваемое

сообщение,

которое

кодируется в

передаваемый

сигнал

Принимает

сигнал, который

декодируется в

принимаемое

сообщение

Сообщение, содержащее информацию о прогнозе погоды,

передается телезрителю (приемнику) от метеоролога

(источника) посредством телевизионной аппаратуры (канала

связи)

Каналом связи между приемником и источником

может быть как телекоммуникационный канал, так

и воздух, переносящий звуковые и радиоволны.

Источники и приемники информации могут быть

• одушевленными (животное, человек) и

неодушевленными (персональный компьютер,

телевизор) предметами,

• явными (учитель - ученик) и косвенными (шум

воды может говорить о близости водопада).

Соответствие между информацией и сообщением не является

однозначным.

Одну и туже информацию можно передавать разными языками,

устно и письменно, в виде рисунка. Восприниматься сообщение

тоже может по-разному различными людьми в зависимости от их

подготовленности и интересов.

Слова «хорошая погода» могут означать и солнечную погоду и дождь и морозный зимний день.

ШумЕсли сообщение не несет полезной информации, то оно

несет шум.

Информация может превращаться в шум, и наоборот,

шум может превращаться в информацию:

Если несколько раз сообщать одну и ту же

информацию, то первый раз она интересная или

полезная, а затем она превратиться в шум.

Мы много видим всякой рекламы и не обращаем на

нее внимания. Она для нас шум. Если нам что-то

понадобилось (мебель, одежда, компьютер) мы

начинаем прислушиваться к рекламе. В этом

случае шум превращается в информацию.

Носителем информации может быть книга, журнал,частицы воздуха, радиоволны, бумага, дерево,металл, камень, кассета, дискета, фотография,слайд, перфокарта, ген и т.п.

Виды информации.Текстовая – информация, которая содержится в печатных

или письменных документах или отображается техническими

устройствами в виде текста.

Графическая –картины, рисунки, фотографии, графики,

схемы, видеоизображение на экране телевизора или

компьютера.

Звуковая – устная речь, музыка, шумовые эффекты.

Числовая – наборы числовых данных.

Управляющая – команды и инструкции, которые

передаются определенным исполнителям (людям, животным,

роботам, станкам с ЧПУ, компьютерам).

Мультимедийная – информация, которая содержит в себе

несколько видов информации (кино).

ВИДЫ ИНФОРМАЦИИ

ПО СПОСОБУ

ВОСПРИЯТИЯ

ПО ФОРМЕ

ПРЕДСТАВЛЕНИЯПО ОБЛАСТИ

ВОЗНИКНОВЕНИЯ

• визуальная

(видимые образы,

символы);

• аудиальная

(звуковые сигналы)

• тактильная

(ощущения);

• органо-

лептическая (вкус,

запах).

• текстовая;

• числовая;

• графическая;

• звуковая;

• комбинированная.

• элементарная (процессы и

явления неодушевлённой

природы);

•биологическая (процессы и

явления животного и

растительного мира);

• социальная (информация

человеческого общества);

•машинная (выдаваемая и

воспринимаемая средствами

ВТ).

Способы подачи информации.На протяжении своей истории человечество прошло

много этапов подачи информации:

Появление речи – устный обмен информацией.

Письменность – хранение и передача информации

на расстоянии.

Книгопечатание, пресса – хранение и передача

больших объемов информации.

Радио, телефон, телеграф, телевидение –

передача больших объемов информации на большие

расстояния в режиме реального времени.

Компьютер – хранение и передача больших объемов

информации в режиме реального времени +

обработка информации.

ЗАПОЛНИТЕ ТАБЛИЦУ

Примеры

Виды информации

По способу восприятия По форме представления

Задача по алгебре.

Письмо.

Картина.

Радиопередача.

Аромат сирени.

Вкус лимона.

Жёлтый цвет.

визуальная

визуальная

визуальная

аудиальная

органо-

лептическая

органо-

лептическая

визуальная

текстовая

текстовая

графическая

звуковая

комбинированная

комбинированная

комбинированная

ВЫПОЛНИТЕ ЗАДАНИЯ:

II. Определите свойства встречающейся

информации:

1. Идет вступительный экзамен по

математике. Вы просили у соседа его решение

задачи. Шпаргалка содержала полное и

правильное решение, но на японском языке.

2. На следующий день вступительная комиссия

вывесила правильные решения всех задач.

К свойствам

Понятность

Актуальность

3. Один персидский царь, собираясь завоевать

соседнее государство, обратился к оракулу с

вопросом: "Что произойдет, если я со своим

войском переправлюсь через пограничную реку?"

Оракул ответил: «Государь, ты разрушишь

великое царство». Удовлетворившись таким

предсказанием, завоеватель переправился со своим

войском через реку и был разгромлен войском

противной стороны.

В гневе он обратился к оракулу, обвиняя того в

обмане. На что оракул ответил: «Государь, а разве

твое царство было не велико?».

К свойствам

Достоверность

Главная функция информатики состоит в разработке методов и средств

преобразования информации с использованием

компьютера, а также в применении их при

реализации информационных систем.

Информатика – это техническая наука,

систематизирующая приемы создания, хранения,

воспроизведения, обработки и передачи данных

средствами вычислительной техники, а также

принципы функционирования этих средств и

методы управления ими.

Основные направления применения информатики:

разработка вычислительных систем и программного

обеспечения;

теория информации;

математическое моделирование;

методы искусственного интеллекта;

системный анализ;

биоинформатика;

социальная информатика;

методы машинной графики, анимации, средства

мультимедиа; телекоммуникационные системы и сети;

разнообразные приложения, охватывающие все

виды хозяйственной и общественной

деятельности.

ИНФОРМАТИКА

Технические

Средства

(Hard Ware )

Программные

средства

(Soft Ware )

Алгоритмические

средства

(Brain Ware)

В состав технических средств входят

компьютеры и связанные с ними периферийные

устройства (мониторы, клавиатуры, принтеры и

плоттеры, модемы и т.д.), линии связи, средства

оргтехники и т.п., т.е. те материальные ресурсы,

которые обеспечивают преобразование информации,

причем главенствующую роль в этом списке играет

компьютер. По своей специфике компьютер нацелен

на решение очень широкого круга задач по

преобразованию информации, при этом выбор

конкретной задачи при использовании компьютера

определяется программным средством, под

управлением которого функционирует компьютер.

Мышь, клавиатура,

сканер

ОЗУ, магнитные диски, внешние

запоминающие устройства

Процессор + ОЗУ

Монитор, Принтер

У П Р А Ж Н Е Н И Е

К программным средствамотносятся операционные системы и их

интегрированные оболочки, системы

программирования и проектирования

программных продуктов, различные

прикладные пакеты, такие, как текстовые и

графические редакторы, бухгалтерские и

издательские системы и т.д. Конкретное

применение каждого программного продукта

специфично и служит для решения

определенного круга задач прикладного или

системного характера.

Математические методы, модели

и типовые алгоритмы являются тем

базисом, который положен в основу

проектирования и изготовления

программного, технического средства

или другого объекта в силу

исключительной сложности последнего

и, как следствие, невозможности

умозрительного подхода к созданию.

Восп

ри

яти

е и

нф

ор

ма

ци

и

чел

ов

еком

с п

ом

ощ

ью

Компьютер в процессе обработки

данных производит их

Структурирование – организацию

размещения на внешних и внутренних

носителях информации.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ

ПРОЦЕССЫ:

1. ХРАНЕНИЕ.

2. ПЕРЕДАЧА.

3. ОБРАБОТКА.

4. ПОИСК.

5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ.

Обработка информации — (основной этап

информационных технологий) получение одних

информационных объектов из других путем выполнения

некоторых алгоритмов.

Процесс обработки информации предусматривает наличие

носителя информации и средства передачи и обработки

информации.

Носитель информации сохраняет ее, на нем можно как-то

записать соответствующий этой информации знак или сигнал.

Средства обработки информации — это всевозможные

устройства и системы, созданные человечеством, и в первую

очередь компьютер — универсальная машина для обработки

информации.

Средства передачи информации - это человеческие языки,

средства телекоммуникаций, биохимические процессы в

живой природе и т.д.

Три процесса в информационной системе

производят информацию, в которой нуждаются

организации для принятия решений, управления,

анализа проблем и создания новых изделий или услуг, -

это ввод, обработка и вывод.В процессе «ввода» фиксируются или собираются

непроверенные сведения внутри организации или из

внешнего окружения.

В процессе «обработки» этот сырой материал

преобразуется в более значимую форму.

На стадии «вывода» обработанные данные

передаются персоналу или процессам, где они будут

использоваться.

ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ.

На уроке информатики.

Вовочка (думает: “Очень хочется пить!”) говорит:

“Вера Ивановна, можно выйти?”

Вера Ивановна (думает: “Наверное, он не знает

урока и надеется, что за оставшиеся 5 минут до

конца урока я не успею его спросить.”) говорит:

“Вовочка, к доске!”

Кодирование информации - это процесс

формирования определенного представления информации.

Компьютер может обрабатывать только информацию,

представленную в числовой форме. Вся другая информация (например,

звуки, изображения, показания приборов и т. д.) для обработки на

компьютере должна быть преобразована в числовую форму. Например,

чтобы перевести в числовую форму музыкальный звук, можно через

небольшие промежутки времени измерять интенсивность звука на

определенных частотах, представляя результаты каждого измерения в

числовой форме. С помощью программ для компьютера можно

выполнить преобразования полученной информации, например

"наложить" друг на друга звуки от разных источников.

Аналогичным образом на компьютере можно обрабатывать

текстовую информацию. При вводе в компьютер каждая буква

кодируется определенным числом, а при выводе на внешние устройства

(экран или печать) для восприятия человеком по этим числам

строятся изображения букв. Соответствие между набором букв

и числами называется кодировкой символов.

Код – это система условных знаков для

представления информации.

Кодирование – операция преобразования

символов или группы символов одного кода в

символы или группы символов другого кода.

Обратное преобразование – декодирование.

A B C D E

000 001 100 010 011

Определить какой набор букв закодирован

двоичной строкой, используя таблицу кодов:

011100000010001 = ? ECADB

001010000100011=? BDACE

011 100 000 010 001

E C A D B

001 010 000 100 011

B D A C E

Кодирование текстовой информации в компьютере.

Кодировочные таблицы.Для кодирования одного символа в компьютере традиционно

используется 1 байт (8 бит).

Все символы находятся в т.н. кодировочной таблице, в

которой каждому символу ставится в соответствие

определенный код.

Первой в мире такой кодировочной таблицей была таблица,

разработанная в США в институте стандартизации. Этот

институт ввел в действие таблицу кодов ASCII (American

Standard Code for Information Interchange – стандартный код

информационного обмена США).

Таблица ASCII разделена на две части. Первая – стандартная

– содержит коды от 0 до 127.

Вторая – расширенная – содержит символы с кодами от 128

до 255.

Основные используемые кодировки кириллицы.

1. Кодировка Windows-1251. Была введена компанией Microsoft.

Широко применяется на компьютерах под управлением операционной

системой Windows.

2. КОИ-8 – широко распространена на территории России и в российском

секторе интернета.

3. ISO – содержит символы русского алфавита, на практике применяется

редко.

4. Unicode – для представления каждого символа в этом стандарте

используется 2 байта: один для кодирования символа, другой для

кодирования признака.

Тем самым обеспечивается информационная совместимость данного

способа кодирования со стандартом ASCII.

Двухбайтовое описание кодов символов позволяет закодировать очень

большое число символов из различных письменностей.

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ

ИНФОРМАЦИИ

1 бит (binary digit, двоичная цифра) – это

информация, заключенная в ответе на вопрос:

«Да» или «Нет»? (выбор одного из двух

возможных вариантов)

Примеры:

Эта стена – зеленая? Да.

Дверь открыта? Нет.

Это новый автомобиль? Новый.

Ты будешь чай или кофе? Кофе.

Есть ток в проводнике или нет? Есть.

В информатике чаще используется величина, называемая

байтом (byte) и равная 8 битам.

И если бит позволяет выбрать один вариант из двух возможных,

то байт, соответственно, 1 из 256 (28). В большинстве

современных ЭВМ при кодировании каждому символу

соответствует своя последовательность из восьми нулей и

единиц, т. е. байт.

Наряду с байтами для измерения количества информации

используются более крупные единицы:

1 Кбайт (один килобайт) = 210 байт = 1024 байта;

1 Мбайт (один мегабайт) = 210 Кбайт = 1024 Кбайта; (1 048 576)

1 Гбайт (один гигабайт) = 210 Мбайт =1024 Мбайта. (1 073 741 824)

1 Тбайт (один терабайт) = 210 Гбайт = 1024 Гбайта;

1 Пбайт (один пентабайт)= 210 Тбайт = 1024 Тбайта.

СОДЕРЖАТЕЛЬНЫЙ ПОДХОД

К ОПРЕДЕЛЕНИЮ

КОЛИЧЕСТВА

ИНФОРМАЦИИ

НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ ЗНАНИЯ

Вопрос 1: Чему будет равна

неопределенность знания о результате,

если подбрасывать кубик?

Вопрос 2: Чему будет равна

неопределенность знания номера

спортсмена до жеребьевки, если в

соревновании участвует 100спортсменов?

УМЕНЬШЕНИЕ НЕОПРЕДЕЛЁННОСТИ ЗНАНИЯ

Возможные

события

Произошедшее

событие

События

равновероятны, если

при возрастающем

числе опытов

количества

выпадений «орла» и

«решки» постепенно

сближаются.

Пусть у нас имеется монета, которую мы бросаем на ровную поверхность.

С равной вероятностью произойдет одно из двух возможных событий –

монета окажется в одном из двух положений: «орёл» или «решка».

Перед броском существует неопределённость нашего знания (возможны

два события), а после броска наступает полная определённость.

Неопределённость нашего знания уменьшается в два раза, так как из двух

возможных равновероятностных событий реализовалось одно.

УМЕНЬШЕНИЕ НЕОПРЕДЕЛЁННОСТИ ЗНАНИЯ

При бросании равносторонней

четырехгранной пирамиды

существуют 4 равновероятных

события.

При бросании шестигранного

игрального кубика существует

6 равновероятных событий.

Существует формула, которая связывает между собой

количество возможных событий и количество

информации.

N = 2I ,где

N — количество возможных вариантов,

I— количество информации.

Когда события равновероятны, количество информации о

результате события (I, бит) и количество событий (N)

связаны формулой: N=2I, вероятность: Р=1/N, N=1/P

Если из этой формулы выразить количество

информации, то получится I = log2N (формула

Хартли).

ЗАВИСИМОСТЬ МЕЖДУ КОЛИЧЕСТВОМ

РАВНОВЕРОЯТНЫХ СОБЫТИЙ (N) И

КОЛИЧЕСТВОМ ИНФОРМАЦИИ ОБ ЭТОМ

СОБЫТИИ ( I )

Формула Хартли: I=log2NN=2I

Сколько информации содержит сообщение о том, что из 32 карт достали король пик?

Дано:

N = 32

I - ?

Решение:

2I = N

2I = 32

25 = 32

I = 5 битОтвет: I = 5 бит

КОЛИЧЕСТВО ВОЗМОЖНЫХ СОБЫТИЙ

И КОЛИЧЕСТВО ИНФОРМАЦИИ

Задача. В рулетке общее количество лунок равно 128.

Какое количество информации мы получим в зрительном

сообщении об остановке шарика в одной из лунок.

N = 128

I - ?

Дано: Решение:

2I = N

2I = 128

27 = 128

I = 7 бит

Ответ: I = 7 бит

В книге 512 страниц. Сколько информации

несет сообщение о том, что закладка лежит

на какой-либо странице?

Дано:

N = 512

I - ?

Решение:

2I = N

2I = 512

29 = 512

I = 9 бит

Ответ: I = 9 бит

Сколько информации содержит сообщение о выпадении грани с числом 3 на

шестигранном игральном кубике?

Дано:

N = 6

I - ?

Решение:

2I = N

2I = 6

22 < 6 < 23

I = 2,58496 бит

Ответ: I = 2,58496 бит

НЕРАВНОВЕРОЯТНЫЕ СОБЫТИЯ

В жизни же мы сталкиваемся не только с равновероятными

событиями, но и событиями, которые имеют разную

вероятность реализации.

Например:

1. Когда сообщают прогноз погоды, то сведения о том, что

будет дождь, более вероятно летом, а сообщение о снеге —

зимой.

2. Если вы — лучший студент в группе, то вероятность

сообщения о том, что за контрольную работу вы получили

5, больше, чем вероятность получения двойки.

3. Если в мешке лежат 20 белых шаров и 5 черных, то

вероятность достать черный шар меньше, чем вероятность

вытаскивания белого.

В коробке имеются 50 шаров , из них 40 белых и 10 черных.

Очевидно, вероятность того, что при вытаскивании «не глядя»

попадется белый шар, больше, чем попадания черного.

Определить количественную вероятность для шаров каждого

цвета.

Обозначим рч – вероятность попадания

черного шара,

рб – вероятность попадания белого шара,

рч=10/50=0,2

рб =40/50 = 0,8.

Сережа - лучший студент в группе. Вероятность того, что за

контрольную по математике он получит «5», больше, чем

вероятность получения «двойки». За год обучения Сережа

получил 100 отметок. Из них: 60 пятёрок, 30 четверок, 8 троек и 2

двойки. Допуская, что данная тенденция сохранится и в

будущем, вычислим вероятность получения каждой оценки.

Обозначим р5 – вероятность получения отметки «5»,

р4 – вероятность получения отметки «4»,

р3 – вероятность получения отметки «3»,

р2 – вероятность получения отметки «2»,

Тогда: р5=60/100=0,6

р4 =30/100 = 0,3

р3 = 8/100 = 0,03

р2 = 2/100 = 0,02.

В пруду живут 8 000 карасей, 2 000 щук и 40 000 пескарей.

Самая большая вероятность для рыбака – поймать в этом

пруду пескаря, на втором месте – карась, на третьем – щука.

Определить с какой вероятностью будет поймана та или

иная рыба.

8 000+2 000+40 000=50000

рыб в пруду.

рк=8000/50000=0,16

рщ =2000/50000 = 0,04

рп = 40000/50000 = 0,8.

Клод Э́лвуд Ше́ннон

30.04.1916 – 24.02.2001 американский математик и электротехник, один из создателей математической теории информации.

N

iii

ppI1

2log

Формулу для вычисления количества информации, учитывающую

неодинаковую вероятность событий, предложил К.Шеннон в 1948 году.

ФОРМУЛА ШЕННОНА

Среднее количество информации для событий с различными

вероятностями определяется по формуле:

Если события равновероятны ( pi=1/N ):

N

i

ii ppI1

2logI – среднее количество

информации,

N – количество возможных событий

pi – вероятности отдельных

событий

Nlog1

log1

log1

22

1

2 NNN

IN

i

Количество информации для события с различными

вероятностями определяется по формуле:

)/1(log 2 pi p – вероятность события

Количественная зависимость между вероятностью

события (р) и количеством информации в

сообщении о нем (I) выражается формулой:

I = log 2 (1/p)

1/p=2 i

В корзине лежат 8 черных шаров и 24

белых. Сколько информации несет

сообщение о том, что достали черный шар?

Решение:

N = 8 + 24 = 32 – шар всего,

Рч = 8/32 = ¼ - вероятность доставания

черного шара,

I = log2 (1/¼) = 2 бита. (1/¼) =2I

Решение: Найдем общее количество рыб в озере: К = 12500 + 25000 + 2*6250 = 50000.

Найдем вероятность попадания

на удочку каждого вида рыб:

Ро = 12500/50000 = 0,25

Рк = 25000/50000 = 0,5

Pп = 6250/50000 = 0,125

Pщ = 6250/50000 = 0,125

Найдем количество информации:

I = - (0,25*log20,25 + 0,5*log20,5 + 0,125*log20,125 + 0,125*log20,125) бит ≈ 1,75 бита

В озере обитает 12500 окуней, 25000 пескарей, а карасей и

щук по 6250. Сколько информации мы получим, когда

поймаем какую - то рыбу?

КОЛИЧЕСТВО ИНФОРМАЦИИ В СООБЩЕНИИ ОБ

ОДНОМ ИЗ N РАВНОВЕРОЯТНЫХ СОБЫТИЙ

N I N I N I N I

1 0,00000 17 4,08746 33 5,04439 49 5,61471

2 1,00000 18 4,16993 34 5,08746 50 5,64386

3 1,58496 19 4,24793 35 5,12928 51 5,67243

4 2,00000 20 4,32193 36 5,16993 52 5,70044

5 2,32193 21 4,39232 37 5,20945 53 5,72792

6 2,58496 22 4,45943 38 5,24793 54 5,75489

7 2,80735 23 4,52356 39 5,28540 55 5,78136

8 3,00000 24 4,58496 40 5,32193 56 5,80735

9 3,16993 25 4,64386 41 5,35755 57 5,83289

10 3,32193 26 4,70044 42 5,39232 58 5,85798

11 3,45943 27 4,75489 43 5,42626 59 5,88264

12 3,58496 28 4,80735 44 5,45943 60 5,90689

13 3,70044 29 4,85798 45 5,49185 61 5,93074

14 3,80735 30 4,90689 46 5,52356 62 5,95420

15 3,90689 31 4,95420 47 5,55459 63 5,97728

16 4,00000 32 5,00000 48 5,58496 64 6,00000

МОЩНОСТЬ АЛФАВИТАчисло символов в алфавите (его размер)N

ИНФОРМАЦИОННЫЙ ВЕС СИМВОЛАколичество информации в одном символе

I = K i

i

АЛФАВИТ – это вся совокупность символов, используемых в

некотором языке для представления информации

МОЩНОСТЬ АЛФАВИТА ( N ) – это число символов в

алфавите.

2 i = N

ЧИСЛО СИМВОЛОВ В СООБЩЕНИИK

КОЛИЧЕСТВО ИНФОРМАЦИИ В СООБЩЕНИИI

N i I K Формула Хартли

Алгоритм нахождения количества

информации с точки зрения алфавитного

подхода.

1. Найти мощность алфавита N.

2. Найти информационный объем одного символа –

I = log2N.

3. Найти количество символов в сообщении – K.

4. Найти информационный объем всего сообщения –

K*I.

Задача Обычный дорожный светофор без

дополнительных секций подаёт шесть видов

сигналов (непрерывные красный, желтый и зеленый,

мигающий желтый, мигающий зеленый, мигающие

красный и желтый одновременно).

Электронное устройство управления светофором

последовательно воспроизводит записанные сигналы.

Подряд записано 100 сигналов светофора. В

байтах данный информационный объем составляет:

Выбрать правильный ответ:

1) 37; 3) 50; 4) 100.2) 38;

Решение.

Для кодирования шести различных состояний достаточно

3-х битов (при этом две комбинации даже остаются

невостребованными).

К этому выводу можно прийти, воспользовавшись

формулой I = log2N, где I – информационный объем одного

символа,

N – мощность алфавита. В нашем случае N=6, т.к.

светофор подает 6 различных сигналов.

Таким образом, 100 сигналов кодируется 300

битами. Делим это число на 8 (1 байт = 8 бит) и округляем в

большую сторону (дробных байтов не бывает).

Получаем 38 байтов.

Ответ №2.

ЗАДАЧИСколько места в памяти надо выделить для хранение предложения Привет, Вася!

Ответ: 13 байт или 104 бита

(в UNICODE: 26 байт или 208 бит)

– считаем все символы, включая знаки препинания (здесь 13 символов)

– если нет дополнительной информации, то считаем, что 1 символ занимает 1 байт

– в кодировке UNICODE 1 символ занимает 2 байта

ИНФОРМАЦИОННЫЙ ОБЪЕМ ТЕКСТА

ЗАДАЧА

Книга, подготовленная с помощью компьютера, содержит 150

страниц. На каждой странице – 40 строк, в каждой строке – 60

символов (включая пробелы между словами). Каков объем

информации в книге?

РЕШЕНИЕ

Мощность компьютерного алфавита равна 256, поэтому один символ несет 1 байт

информации. Значит, страница книги содержит 40 60 = 2400 байт информации.[кол-во символов в строке] [кол-во строк] = [информационный объем страницы]

Объем всей информации в книге (в разных единицах):

[информационный объем страницы] [кол-во страниц] = [информационный объем

книги]

2400 150 = 360 000 байт / 1024 = 351,5625 Кбайт / 1024 =

0,34332275 Мбайт

Пример

Книга содержит 100 страниц; на каждой странице -- 35

строк, в каждой строке -- 50 символов. Рассчитаем объем

информации, содержащийся в книге.

Страница содержит 35 x 50 = 1750 байт информации.

Объем всей информации в книге (в разных единицах):

1750 x 100 = 175000 байт.

175000 / 1024 = 170,8984 Кбайт.

170,8984 / 1024 = 0,166893 Мбайт.

Задания

Сколько Кб составляет сообщение, содержащее 12288

битов?

Письмо занимает 2 страницы по 25 строк. В каждой

строке записано по 40 символов. Каков объем информации

в письме?

Информационная технология есть

совокупность конкретных технических и

программных средств, с помощью которых мы

выполняем разнообразные операции по

обработке информации во всех сферах нашей

жизни и деятельности. Иногда информационную

технологию называют компьютерной технологией

или прикладной информатикой.

Информационная деятельность человека

Связана с обработкой информации

Виды информационных

технологий:

письмо, почта,

телеграф,

телефон,

телевидение,

телекоммуникаци

и, электронная

почта и т.д.

БУМАЖНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ – это организация

накопления, передачи и переработки информации с

использованием бумажных носителей

БЕЗБУМАЖНЫЕ

ТЕХНОЛОГИИ – ?

НОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ – это

технологии накопления, обработки и передачи информации

с помощью ЭВМ.

Основной задачей ИС является удовлетворение конкретных

информационных потребностей в рамках конкретной предметной

области. Современные ИС немыслимы без использования баз

данных и СУБД, поэтому термин «информационная

система» на практике сливается по смыслу с термином «система

баз данных».

Простая формула:

ИС = ИТ+ СУБДИТ – информационные технологии

Информационные системы (ИС)

Информационная система может быть

определена с технической точки зрения как набор

взаимосвязанных компонентов, которые собирают,

обрабатывают, запасают и распределяют информацию,

чтобы поддержать принятие решений и управление

в организации. В дополнение к поддержке принятия

решений, координации и управлению информационные

системы могут также помогать менеджерам проводить

анализ проблемы, делать видимыми комплексные

объекты и создают новые изделия.

Информационная система (ИС), по существу,

является производством, выпускающим

определенную продукцию. Эта продукция может быть

измерена количественно и оценена качественно, а также

может быть определена ее стоимость.

Информационные технологии — совокупность методов,

производственных и программно-технологических средств, объединенных

в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, хранение, обработку,

вывод и распространение информации; предназначены для снижения

трудоемкости процессов использования информационных ресурсов;

Практическое воплощение информатики —

информационные технологии — включают в себя

собственно вычислительную технику, системное и

прикладное программирование, сети передачи информации

и многое другое.

Информационные технологии – это интеграция

компьютеров, электроники и средств связи.

Основной этап информационных технологий,

конечно, - обработка данных программами.

В Ы В О Д Ы:

Под информатизацией общества понимают

организованный социально-экономический и научно-

технический процесс создания оптимальных условий для

удовлетворения информационных потребностей и реализации

прав физических и юридических лиц на основе формирования

и использования информационных ресурсов – документов в

различной форме представления.

Целью информатизации является создание

информационного общества, когда большинство

людей занято производством, хранением,

переработкой и реализацией информации.

Информационное обществоРезкий рост объёмов информации, циркулирующей во

всех сферах человеческой деятельности (так называемый

информационный бум), привёл к информатизации общества.

Характерными чертами информационного

общества являются следующие:

• решена проблема информационного кризиса, когда устранено

противоречие между информационной лавиной и информационным

голодом;

• обеспечен приоритет информации перед другими ресурсами;

• главная форма развития общества – информационная экономика;

• в основу общества закладывается автоматизированная генерация,

хранение, обработка и использование знаний с помощью новейшей

информационной техники и технологии;

• информационные технологии приобретают глобальный характер,

охватывая все сферы социальной деятельности человека;

• формируется информационное единство всей человеческой

цивилизации;

• с помощью средств информатики реализован свободный доступ

каждого человека к информационным ресурсам всей цивилизации;

• реализованы гуманистические принципы управления обществом

и воздействия на окружающую среду.

Основные этапы в информационном развитии общества.

Информационные революции.

Первая информационная революция была связана с изобретением

письменности. Изобретение письменности позволило накапливать и

распространять знания. Цивилизации, освоившие письменность, развивались

быстрее других. достигали более высокого культурного и экономического

уровня. Появилась возможность передачи знаний от поколения к поколениям.

Вторая информационная революция (в середине XVI в.) была связана с

изобретением книгопечатания. Стало возможным не только сохранять

информацию, но и сделать ее массово-доступной. Все это ускорило развитие

науки и техники, помогло промышленной революции, радикально изменило

индустриальное общество, культуру, организацию деятельности.

Третья информационная революция (в конце XIX в.) была обусловлена

изобретением электричества и прогрессом средств связи. Телеграф,

телефон, радио позволили оперативно передавать информацию на любые

расстояния. Эта революция совпала с периодом бурного развития

естествознания. Появилась возможность оперативно передавать и накапливать

информацию в любом объеме.

Четвертая информационная революция (в 70-х гг. XX в.) связана с

появлением микропроцессорной техники и, в частности, персональных

компьютеров. Вскоре после этого возникли компьютерные

телекоммуникации, радикально изменившие системы хранения и поиска

информации.

На микропроцессорах и интегральных схемах создаются компьютеры,

компьютерные сети, системы передачи данных (информационные

коммуникации).

Этот период характеризуют три фундаментальные инновации:

переход от механических и электрических средств преобразования

информации к электронным;

миниатюризация всех узлов, устройств, приборов, машин;

создание программно-управляемых устройств и процессов.

В настоящее время в мире накоплен огромный информационный потенциал,

которым люди не могут пользоваться в полной мере в силу ограниченности

своих возможностей. Это привело к необходимости внедрения новых

технологий обработки и передачи информации и послужило началом

перехода от индустриального общества к информационному. Этот

процесс начался с середины XX в.

Характерными чертами информации являются следующие:

1) это наиболее важный ресурс современного производства: он снижает

потребность в земле, труде, капитале, уменьшает расход сырья и энергии.

Так, например, обладая умением архивировать свои файлы (т.е. имея

такую информацию), можно не тратиться на покупку новых дискет;

2) информация вызывает к жизни новые производства. Например,

изобретение лазерного луча явилось причиной возникновения и развития

производства лазерных (оптических) дисков;

3) информация является товаром, причем продавец информации ее не

теряет после продажи. Так, если студент сообщит своему товарищу

сведения о расписании занятий в течение семестра, он эти данные не

потеряет для себя;

4) информация придает дополнительную ценность другим ресурсам, в

частности, трудовым. Действительно, работник с высшим образованием

ценится больше, чем со средним.

Помимо перечисленных положительных результатов

процесса информатизации общества, возможны и негативные

тенденции, сопровождающие этот процесс:

• все большее влияние приобретают средства массовой

информации;

• информационные технологии могут разрушить частную

жизнь человека;

• существенное значение приобретает проблема

качественного отбора достоверной информации;

• некоторые люди испытывают сложности адаптации к

информационному обществу.

В настоящий момент ближе всех стран к информационному

обществу находятся США, Япония, Англия, страны Западной

Европы.

З А К Л Ю Ч Е Н И Е

КОНЕЦ ЛЕКЦИИ

2. Письмо занимает 2 страницы по 25 строк. В

каждой строке записано по 40 символов. Каков

объем информации в письме?

З А Д А Н И Я

1. Сколько Кб составляет сообщение,

содержащее 12288 битов?

EXIT