Билет 1
Понятие информации. Виды информационных процессов. Поиск и систематизация
информации. Хранение информации; выбор способа хранения информации. Передача
информации в социальных, биологических и технических системах.
1. Компьютер — это электронный прибор, предназначенный для работы с информацией
посредством автоматизированной регистрации, хранения, приема, передачи,
обработки и воспроизведения данных.
Понятие данных. Все явления природы сопровождаются энергетическим обменом. В его
ходе тела выделяют и поглощают энергию. Энергетический обмен свойствен всем
известным природным процессам: физическим, химическим, биологическим и их
комбинациям.
Энергия распространяется в форме сигналов. При взаимодействии сигналов с
веществом происходит изменение состояний и свойств материальных тел. Если
изменение зафиксировано, говорят о том, что произошла регистрация сигнала. Так
образуются данные. Данные -это зарегистрированные сигналы любой физической
природы.
Текст на бумаге — это зарегистрированный результат взаимодействия бумаги и
красителя. Запись на магнитной ленте — это зарегистрированные результаты
изменения магнитного поля вблизи записывающей магнитной головки. Кратеры на Луне
— это зарегистрированные результаты взаимодействия космических тел с ее
поверхностью. Кратеры на Земле — это зарегистрированные результаты активности
внутреннего вещества планеты.
Информация. Когда говорят о том, что компьютеры предназначены для работы с
информацией, имеют в виду, что информация содержится в данных. Компьютеры
работают только с данными, а информация образуется в момент взаимодействия
данных с информационными методами.
Слово «информация» происходит от латинского слова informatio, что в переводе
означает сведение, разъяснение, ознакомление. Понятие «информация» является
базовым в курсе информатики, невозможно дать его определение через другие, более
«простые» понятия. В геометрии, например, невозможно выразить содержание базовых
понятий «точка», «луч», «плоскость» через более простые понятия. Содержание
основных, базовых понятий в любой науке должно быть пояснено на примерах или
выявлено путем их сопоставления с содержанием других понятий.
В случае с понятием «информация» проблема его определения еще более сложная, так
как оно является общенаучным понятием. Данное понятие используется в различных
науках (информатике, кибернетике, биологии, физике и др.), при этом в каждой
науке понятие «информация» связано с различными системами понятий.
Информация в биологии. В биологии, которая изучает живую природу, понятие
«информация» связывается с целесообразным поведением живых организмов. Такое
поведение строится на основе получения и использования организмом информации об
окружающей среде.
Понятие «информация» в биологии используется также в связи с исследованиями
механизмов наследственности. Генетическая информация передается по наследству и
хранится во всех клетках живых организмов. Гены представляют собой сложные
молекулярные структуры, содержащие информацию о строении живых организмов.
Последнее обстоятельство позволило проводить научные эксперименты по
клонированию, то есть созданию точных копий организмов из одной клетки.
Информация в кибернетике. В кибернетике (науке об управлении) понятие
«информация» связано с процессами управления в сложных системах (живых
организмах или технических устройствах). Жизнедеятельность любого организма или
нормальное функционирование технического устройства зависит от процессов
управления, благодаря которым поддерживаются в необходимых пределах значения их
параметров. Процессы управления включают в себя получение, хранение,
преобразование и передачу информации.
Информация в обществе. Человек – существо социальное, для общения с другими
людьми он должен обмениваться с ними информацией. В обыденной жизни информация –
это сведения, сообщение, осведомленность о положении дел.
Таким образом, информация в информатике – это:
Информация – это знания человека (декларативные – «Я знаю, что…» и процедурные –
«Я знаю как…»), которые он получает из окружающего мира и которые реализует с
помощью вычислительной техники.
2. Информационные процессы.
Процессы, связанные со сбором, хранением, поиском, обработкой, кодированием и
передачей информации, называют информационными процессами.
Поиск информации – это процесс получения информации из внешнего мира и
приведение ее к стандарту для данной информационной системы. Обмен информацией
между воспринимающей ее системой и окружающей средой осуществляется посредством
сигналов или знаков.
Сигналы можно разделить на несколько типов:
- по физической природе (электромагнитный, световой, тепловой, звуковой,
механический, биохимический);
- по способу восприятия (зрительный, слуховой, осязательный, вкусовой, болевой,
физиологический).
Знаками можно считать алфавит любого языка, знаки языка жестов, любые коды или
шифры, ноты и т.д.
Обработка информации – это получение одних информационных объектов из других
путем выполнения некоторых действий
Входная информация
Обработка информации
Выходная информация
Хранение информации – это ее накопление на различных носителях.
Носитель информации – среда для записи и хранения информации:
- любой материальный предмет;
- волны различной природы;
- акустические носители;
- электромагнитные носители;
- гравитационные носители;
- компьютерные носители.
Носители информации характеризуются информационной емкостью, то есть количеством
информации, которое они могут хранить. Наиболее информационно емкими являются
молекулы ДНК, которые имеют очень малый размер и плотно упакованы. Это позволяет
хранить огромное количество информации (до 1021 битов в 1 см3), что дает
возможность организму развиваться из одной-единственной клетки, содержащей всю
необходимую генетическую информацию.
Современные микросхемы памяти позволяют хранить в 1 см3 до 1010 битов
информации, однако это в 100 миллиардов раз меньше, чем в ДНК. Можно сказать,
что современные технологии пока существенно проигрывают биологической эволюции.
Однако если сравнивать информационную емкость традиционных носителей информации
(книг) и современных компьютерных носителей, то прогресс очевиден. На каждом
гибком магнитном диске может храниться книга объемом около 600 страниц, а на
жестком магнитном диске или DVD - целая библиотека, включающая десятки тысяч
книг.
Большое значение имеет надежность и долговременность хранения информации.
Большую устойчивость к возможным повреждениям имеют молекулы ДНК, так как
существует механизм обнаружения повреждений их структуры (мутаций) и
самовосстановления.
Надежность (устойчивость к повреждениям) достаточно высока у аналоговых
носителей, повреждение которых приводит к потери информации только на
поврежденном участке. Поврежденная часть фотографии не лишает возможности видеть
оставшуюся часть, повреждение участка магнитной ленты приводит лишь к временному
пропаданию звука и так далее.
Цифровые носители гораздо более чувствительны к повреждениям, даже утеря одного
бита данных на магнитном или оптическом диске может привести к невозможности
считать файл, то есть к потере большого объема данных. Именно поэтому необходимо
3. Передача информации в биологических системах. Общими для живой природы
являются прнципы наследования, связанные с передачей информации от предков
потомкам через данные, хранящиеся в цепочках ДНК.
Передача информации в социальных системах. Символьная информация передается в
речевой и письменных формах. В тех случаях, когда человеку недостаточно
естественных методов для работы с данными, он может использовать искусственные
методы. Широко известно использование телескопов, микроскопов, радиоприемников,
телевизионных приемников, магнитофонов и других устройств. Например, человек не
обладает естественными органами чувств, способными регистрировать радиоволны. В
этом случае он использует радиоприемник, с помощью которого получает информацию
из данных, регистрируемых антенной.
Передача информации в технических системах. Любая техническая система передачи
информации состоит из источника, приемника, устройств кодирования и
декодирования и канала связи. Под кодированием понимается преобразование
информации, идущей от источника, в форму, пригодную для ее передачи по каналу
связи. Декодирование – это обратное преобразование. Передача информации
происходит по следующей схеме:
Информация
Канал связи
Помехи
Виды информации:
1) аналоговая –непрерывная (воспринимается человеком);
2) Дискретная – скачкообразная (воспринимается вычислительной техникой –
информация кодируется в двоичную форму, а затем декодируется в текст,
изображение и звук).
2
Понятие о кодировании информации. Выбор способа представления информации в
соответствии с поставленной задачей. Универсальность дискретного (цифрового)
представления информации. Двоичное кодирование.
2 билет
1. Кодирование информации
Преобразование информации из одной формы представления (знаковой системы) в
другую называется кодированием.
Средством кодирования служит таблица соответствия знаковых систем, 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 происходит кодирование знака, то есть
преобразование его в компьютерный код. При выводе знака на экран монитора или
принтер происходит обратный процесс - декодирование, когда из компьютерного кода
знак преобразуется в его графическое изображение.
2. Выбор способа представления информации в соответствии с поставленной задачей.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22
