Билет № 5

1. Кодирование информации. Способы кодирования

Кодирование информации. В процессе преобразова­ния информации из одной формы представления (зна­ковой системы) в другую осуществляется кодирование. Средством кодирования служит таблица соответствия, которая устанавливает взаимно однозначное соответ­ствие между знаками или группами знаков двух раз­личных знаковых систем.

В процессе обмена информацией часто приходится производить операции кодирования и декодирования информации. При вводе знака алфавита в компьютер путем нажатия соответствующей клавиши на клави­атуре выполняется его кодирование, т. е. преобразо­вание в компьютерный код. При выводе знака на эк­ран монитора или принтер происходит обратный про­цесс — декодирование, когда из компьютерного кода знак преобразуется в графическое изображение.

Кодирование изображений и звука. Информация, в том числе графическая и звуковая, может быть пред­ставлена в аналоговой или дискретной форме. При аналоговом представлении физическая величина при­нимает бесконечное множество значений, причем ее значения изменяются непрерывно. При дискретном представлении физическая величина принимает ко­нечное множество значений, причем ее величина изме­няется скачкообразно.

Примером аналогового представления графической информации может служить, скажем, живописное по­лотно, цвет которого изменяется непрерывно, а дис­кретного — изображение, напечатанное с помощью струйного принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета.

Примером аналогового хранения звуковой инфор­мации является виниловая пластинка (звуковая до­рожка изменяет свою форму непрерывно), а дискрет­ного — аудиокомпакт-диск (звуковая дорожка кото рого содержит участки с различной отражающей способностью).

Графическая и звуковая информация из аналоговой формы в дискретную преобразуется путем дискрети­зации, т. е. разбиения непрерывного графического изображения и непрерывного (аналогового) звукового сигнала на отдельные элементы. В процессе дискретиза­ции производится кодирование, т. е. присвоение каждо­му элементу конкретного значения в форме кода.

Дискретизация — это преобразование непрерыв­ных изображений и звука в набор дискретных значе­ний, каждому из которых присваивается значение его кода.

Кодирование информации в живых организмах. Генетическая информация определяет строение и раз­витие живых организмов и передается по наследству. Хранится генетическая информация в клетках орга­низмов в структуре молекул ДНК (дезоксирибонукле-иновой кислоты). Молекулы ДНК состоят из четырех различных составляющих (нуклеотидов), которые об­разуют генетический алфавит.

Молекула ДНК человека включает в себя около трех миллиардов пар нуклеотидов, и в ней закодирова­на вся информация об организме человека: его внеш­ность, здоровье или предрасположенность к болезням, способности и т. д.

2. Основные характеристики компьютера (разряд-.ность, тактовая частота, объем оперативной и внешней памяти, производительность и др.)

Процессор. Важнейшей характеристикой процессо­ра, определяющей его быстродействие, является его частота, т. е. количество базовых операций (напри­мер, операций сложения двух двоичных чисел), кото­рые производит процессор за 1 секунду. За двадцать с небольшим лет тактовая частота процессора увеличи­лась в 500 раз, от 4 МГц (процессор 8086, 1978 г.) до 2 ГГц (процессор Pentium 4, 2001 г.).

Другой характеристикой процессора, влияющей на его производительность, является разрядность про­цессора. Разрядность процессора определяется коли­чеством двоичных разрядов, которые процессор обра­батывает за один такт. Разрядность процессора увели­чилась за 20 лет в 8 раз. В первом отечественном школьном компьютере «Агат» (1985 г.) был установлен процессор, имевший разрядность 8 бит, у современного процессора Pentium 4 разрядность равна 64 бит.

Оперативная (внутренняя) память. Оперативная память представляет собой множество ячеек, причем каждая ячейка имеет свой уникальный двоичный ад­рес. Каждая ячейка памяти имеет объем 1 байт.

В персональных компьютерах величина адресного пространства процессора и величина фактически уста­новленной оперативной памяти практически всегда различаются. Например, объем адресуемой памяти может достигать 4 Гбайт, а величина фактически уста­новленной оперативной памяти будет значительно меньше — скажем, «всего» 64 Мбайт.

Оперативная память аппаратно реализуется в виде модулей памяти различных типов (SIMM, DIMM) и разного объема (от 1 до 256 Мбайт). Модули различа­ются по своим геометрическим размерам: устаревшие модули SIMM имеют 30 или 72 контакта, а современ­ные модули DIMM — 168 контактов.

Долговременная (внешняя) память. В качестве внешней памяти используются носители информации различной информационной емкости: гибкие диски (1,44 Мбайт), жесткие диски (до 50 Гбайт), оптические диски CD-ROM (650 Мбайт) и DVD (до 10 Гбайт). Са­мыми медленными из них по скорости обмена данны­ми являются гибкие диски (0,05 Мбайт/с), а самыми быстрыми — жесткие диски (до 100 Мбайт/с).

Производительность компьютера. Производитель­ность компьютера является его интегральной характе­ристикой, которая зависит от частоты и разрядности процессора, объема оперативной (внутренней) и долго­временной (внешней) памяти и скорости обмена дан­ными. Производительность компьютера нельзя вычис лить, она определяется в процессе тестирования по скорости выполнения определенных операций в стан­дартной программной среде.

Билет № 6

1. Качественные и количественные характеристики информации. Свойства информации (новизна, ак­туальность, достоверность и др.). Единицы измере­ния количества информации

Информация в биологии. В биологии понятие ин­формация связывается с целесообразным поведением живых организмов. Понятие информация в биологии применяется также в связи с исследованиями механизмов наследст­венности. Генетическая информация передается по на­следству и хранится во всех клетках живых организ­мов. Информация в кибернетике. В кибернетике (науке об управлении) понятие информация используется для описания процессов управления в сложных системах (живых организмах или технических устройствах). Информация и знания. Человек получает информа­цию из окружающего мира с помощью органов чувств, анализирует ее и выявляет существенные закономер­ности посредством мышления, хранит полученную ин­формацию в памяти. Процесс систематического науч­ного познания окружающего мира приводит к накоп­лению информации в форме знаний (фактов, научных теорий и т. д.). Таким образом, с точки зрения процес са познания информация может рассматриваться как знания.

Свойства информации. Участники дискуссии должны владеть тем языком, на котором ведется обще­ние, тогда информация будет понятной. Только при условии, что информация полезна, дис­куссия приобретает практическую ценность. Примерами передачи и получения бесполезной информации могут служить некоторые конференции и чаты в Интернете.

Широко известен термин «средства массовой ин­формации» (газеты, радио, телевидение), которые до­водят информацию до каждого члена общества. Обяза­тельно, чтобы такая информация была достоверной и актуальной. Недостоверная информация вводит чле­нов общества в заблуждение и может стать причиной возникновения социальных потрясений. Неактуаль­ная информация бесполезна, и поэтому никто, кроме историков, не читает прошлогодних газет.

Чтобы человек мог правильно ориентироваться в окружающем мире, ему нужна полная и точная ин­формация. Задача получения полной и точной инфор­мации стоит перед наукой. Человек получает полную и точную информацию о природе, обществе и технике в процессе обучения.

Единицы измерения количества информации. За единицу количества информации принимается такое количество информации, которое содержит сообще­ние, уменьшающее неопределенность знаний в два ра­за. Такая единица названа бит.

Следующей по величине единицей измерения коли­чества информации является байт, причем

1 байт = 23 бит = 8 бит.

Кратные байту единицы измерения количества ин­формации вводятся следующим образом:

1 Кбайт = 210 байт = 1024 байт;

1 Мбайт = 210 Кбайт = 1024 Кбайт;

1 Гбайт = 210 Мбайт = 1024 Мбайт.

2. Внешняя память компьютера. Различные виды носителей информации, их характеристики (ин­формационная емкость, быстродействие и др.)

Основной функцией внешней памяти компьютера является способность долговременно хранить большой объем информации (программы, документы, аудио-и видеоклипы и т. д.). Устройство, которое обеспечи­вает запись/считывание информации, называется на­копителем или дисководом, а хранится информация на носителях (например, дискетах).

В накопителях на гибких магнитных дисках (НГМД или дискетах) и накопителях на жестких маг­нитных дисках (НЖМД или винчестерах}, в основу записи, хранения и считывания информации положен магнитный принцип, а в лазерных дисководах — оп­тический принцип.

Гибкие магнитные диски. Гибкие магнитные диски помещаются в пластмассовый корпус. Такой носитель информации называется дискетой. Дискета вставляет­ся в дисковод, вращающий диск с постоянной угловой скоростью. Магнитная головка дисковода устанавли­вается на определенную концентрическую дорожку диска, на которую и записывается (или считывается) информация.

В целях сохранения информации гибкие магнитные диски следует предохранять от воздействия сильных магнитных полей и нагревания, так как это может привести к размагничиванию носителя и потере ин­формации.

Жесткие магнитные диски. Жесткие магнитные диски представляют собой несколько десятков дисков, размещенных на одной оси, заключенных в металли­ческий корпус и вращающихся с высокой угловой ско­ростью. За счет множества дорожек на каждой стороне ди­сков и большого количества дисков информационная емкость жестких дисков может в десятки тысяч раз превышать информационную емкость дискет и дости­гать 50 Гбайт.

Чтобы сохранить информацию и работоспособность жестких дисков, необходимо оберегать их от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы.

Лазерные дисководы и диски. Лазерные дисководы используют оптический принцип чтения информации. На лазерных дисках CD (CD — Compact Disk, компакт диск) и DVD (DVD — Digital Video Disk, цифровой ви­деодиск) информация записана на одну спиралевид­ную дорожку (как на грампластинке), содержащую чередующиеся участки с различной отражающей спо­собностью. Лазерный луч падает на поверхность вра­щающегося диска, а интенсивность отраженного луча зависит от отражающей способности участка дорожки и приобретает значения 0 или 1.

Для сохранности информации лазерные диски надо предохранять от механических повреждений (цара­пин), а также от загрязнения.

Для пользователя имеют существенное значение некоторые технические характеристики различных устройств хранения информации: информационная емкость, скорость обмена информацией, надежность ее хранения (табл. 2).

Накопители и носители информации

Тип                    Емкость        Скорость(Мб/c)   Опасность

НГМД               1,44 Мб           0,05                         Магн. поля

НЖМД              до 50Гб           до 100                     Удары

CD-ROM          650Мб             до 7,8                    Царапины и

DVD-ROM       до 17Гб           до 6,8                    |загрязнение

Билет № 1

1. Информация и информационные процессы в при­роде, обществе, технике. Информационная деятельность человека

I К концу XX в. стала складываться, сначала в рам­ках кибернетики, а затёминформатики, информаци­онная картина мира. Строение и функционирование сложных систем различной природы (биологических, социальных, технических) оказалось невозможным объяснить, не рассматривая общих закономерностей информационных процессов.

 Получение и преобразование информации является условием жизнедеятельности любого организма. Даже простейшие одноклеточные организмы постоянно воспринимают и используют информацию, например, о температуре и химическом составе среды для выбора наиболее благоприятных условий существования.

 Любой живой организм, в том числе человек, явля­ется носителем генетической информации, которая пе­редается по наследству. Генетическая информация хранится во всех клетках организма в молекулах ДНК, |

Человек воспринимает окружающий мир (получает информацию) с помощью органов чувств (зрения, слу­ха, обоняния, осязания, вкуса). Чтобы правильно ори­ентироваться в мире, он запоминает полученные сведе­ния (хранит информацию). В процессе достижения каких-либо целей человек принимает решения (обра­батывает информацию), а в процессе общения с други­ми людьми — передает и принимает информацию. Че­ловек живет в мире информации.

Процессы, связанные с получением, хранением, об­работкой и передачей информации, называются ин­формационными процессами.

Информационные процессы характерны не только для живой природы, человека и общества, но и для техники Человеком разработаны технические устрой­ства в часнрсти компьютеры, которые специально предназначены для автоматической обработки инфор­мации.

2. Объектно-ориентированное программирование. Объекты: свойства и методы. Классы объектов

объектно-ориентированное программирование яв­ляется в настоящее

время наиболее популярной технологией программирования. Объектно-ориентированными языками программирования являются Visual Basic, Visual Basic for Application (VBA), Delphi и др.

Инкапсуляция. Основной единицей в объектно-ориентированном программировании является объект, который заключает в себе, инкапсулирует, как описы­вающие его данные (свойства), так и средства обработ­ки этих данных (методы).

Классы объектов и экземпляры класса, объекты, инкапсулирующие одинаковый перечень свойств и ме­тодов,  объединяются в классы. Каждый отдельный объект является экземпляром класса. Экземпляры класса могут иметь отличающиеся значения свойств.

например в среде Windows&Office в приложении word существует класс объектов документ, который обозначается следующим образом:

Documents ( )

Класс объектов может содержать множество различных документов,  каждый из которых имеет свое имя. Например, один из документов может иметь имя Проба.doc
Documents ("Проба.doc”)

Объекты в приложениях образуют некоторую иерархию. На вершине иерархии объектов находится приложение. Так, иерархия объектов приложения Word включает в себя следующие объекты: приложение (Aplication), документ (Documents), фрагмент документа (Selection), символ (Character) и др.

Полная ссылка на объект состоит из ряда имен вло­женных последовательно друг в друга объектов. Разде­лителями имен объектов в этом ряду являются точки, ряд начинается с объекта наиболее высокого уровня и заканчивается именем интересующего нас объекта.

Например, ссылка на документ Проба.doc в прило­жении Word будет выглядеть следующим образом:

Application. Documents ("Проба. doc")

Методы объекта. Чтобы объект выполнил какую-либо операцию, необходимо задать метод. Многие ме­тоды имеют аргументы, которые позволяют устано­вить параметры выполняемых действий. Для при­сваивания аргументам конкретных значений приме­няется двоеточие и знак равенства, а между собой аргументы отделяются запятой.

Синтаксис команды применения метода объекта следующий:

Объект.Метод арг1:=значение, арг2:=значение

Например, операция открытия в приложении Word документа ripo6a.doc должна содержать не только на­звание метода Open, но и указание пути к открываемо­му файлу (аргументу метода FileName необходимо присвоить конкретное значение):

Documents () . Open FileName: ="С: \Документы\Проба. doc"

Свойства объекта. Чтобы изменить состояние объ­екта, необходимо определить новые значения его свойств. Для присваивания свойству конкретного зна­чения используется знак равенства. Синтаксис уста­новки значения свойства объекта следующий:

Объект.Свойство = ЗначениеСвойства

Одним из классов объектов является класс симво­лов Characters (). Экземпляры класса нумеруются:

Characters (1), Characters (2) и т. д. Установим во фрагменте текста (объект Selection) для первого сим­вола (объект Characters (1)) начертание полужир­ный (свойство Bold).

Свойство Bold имеет два значения и может быть установлено (значение True) или не установлено (значе­ние False). Значения True и False являются ключе­выми словами языка.