1Выполнила: [ФИО студента] 1 2 ФИО № группы 1.1. Понятие и основные направления информатики Появление информатики как науки базируется на индустрии сбора, обработки, передачи, использовании информации на продуктах развития математики, физики, управления, техники, лингвистики, военной науки и других наук. Термин «информатика» (франц. informatique) происходит от французских слов information (информация) и automatique (автоматика) и дословно означает «информационная автоматика». Широко распространен также англоязычный вариант этого термина «сomputer science», что означает буквально «компьютерная наука». Информатика – это наука (дисциплина), основанная на использовании компьютерной техники и изучающая структуру и общие свойства информации, а также закономерности и методы ее создания, хранения, поиска, обработки, передачи и применения в различных сферах человеческой деятельности. Как самостоятельная наука информатика возникла на базе сформировавшейся в конце 40-х гг. XX в. кибернетики – науки об общих принципах управления в различных системах: технических, биологических, социальных и др. Можно отметить три основные ветви информатики: теоретическую, практическую и техническую. Деление информатики как науки и человеческой деятельности на те или иные части зависит от целей, задач, ресурсов рассматриваемой проблемы и часто оно бывает условным. Теоретическая информатика (brainware, «мозговое» обеспечение) изучает теоретические проблемы информационных сред. Практическая, прикладная информатика (software, «гибкое», программное обеспечение) изучает практические проблемы информационных сред. Техническая информатика (hardware, «тяжелое», аппаратное обеспечение) изучает технические проблемы информационных сред. Часто (особенно в области практической информатики) говорят о предметной информатике, например, о медицинской информатике, физической информатике, компьютерной физике и т. д. Информатика, как и математика, является наукой для описания и исследования проблем других наук. Она помогает прокладывать и усиливать междисциплинарные связи, исследовать проблемы различных наук с помощью своих идей, методов, технологий. Фундаментальность информатике придает не только широкое и глубокое использование математики и других естественных наук, формальных методов и средств, но и общность и 3 ФИО № группы фундаментальность ее результатов, их универсальная методологическая направленность в производстве знаний общества. Информатика широко используется как в традиционных, естественно-научных областях (физика, биология, экономика и др.), так и в гуманитарных – история, лингвистика, психология, социология и др. Предметами исследований информатики являются информация (ее типы, виды, формы представления и т. д.) и информационные технологии (совокупность конкретных технических и программных средств). 1.2. Понятие информации, ее виды и свойства Термин «информация» происходит от латинского слова informatio, что означает сведения, разъяснения, изложение. Будем придерживаться следующих определений: 1. Информация (в теории информации) – совокупность сведений об объектах и явлениях материального мира, рассматриваемых в аспекте их передачи в пространстве и времени. 2. Информация (в обиходе) – сведения, знания об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, получаемые из окружающего мира. 3. Информация (применительно к компьютерной обработке) – последовательность символов (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т. п.), несущих смысловую нагрузку и представленных в понятном компьютеру виде. Любая информация воспринимается субъективно через некоторый набор ее свойств. К свойствам информации относятся: достоверность – свойство информации не иметь скрытых ошибок; полнота – свойство информации исчерпывающе охарактеризовать объект, явление; полезность – свойство информации, отражающее ее практическое применение; ценность – денежный эквивалент информации; своевременность; новизна, актуальность – отражение реального времени; понятность, доступность – свойство информации, отражающее соответствующий уровень восприятия; защищенность – свойство информации, отражающее несанкционированного использования. Информация делится на виды в зависимости от: общественного назначения: массовая, специальная, личная; невозможность 4 ФИО № группы способа передачи и восприятия: визуальная (зрительная), аудиальная (звуковая), тактильная (ощущения), органолептическая (запах и вкус); способа представления и обработки: аналоговая (непрерывная), дискретная (цифровая, прерывистая); способа представления и обработки в ЭВМ: текстовая, числовая, графическая, звуковая, мультимедиа. Компьютерная технология использует дискретное представление информации: знаковую систему, состоящую из двух цифр двоичной системы счисления (0 и 1). 1.3. Информационные процессы Информация не существует сама по себе, она проявляется в информационных процессах. Информационные процессы – это действия, выполняемые с информацией. К основным информационным процессам относятся: сбор (получение сведений); хранение (поддержание и накопление информации); обработка (процесс преобразования информации в необходимую форму); передача. Информация передается в виде сообщений от некоторого источника информации к ее приемнику посредством канала связи между ними. Примерами других информационных процессов являются: формализация данных – приведение данных, которые поступают из разных источников, к единой форме; фильтрация данных – устранение лишних данных, которые не нужны для принятия решений; сортировка данных – приведение в порядок данных с заданным признаком для удобства использования; архивация данных – сохранение данных в удобной и доступной форме; защита данных – комплекс мер, направленных на предотвращение потерь, воспроизведения и модификации данных. 1.4. Представление информации в компьютере Компьютер может обрабатывать различные виды информации (звук, графику, текст), но эта информация обязательно преобразовывается в числовую форму – двоичную. Для этого 5 ФИО № группы используется двоичная система счисления. Одна позиция в такой системе соответствует самой маленькой единице информации и называется битом (англ. bit – binary, digit – двоичная цифра). Бит (в теории информации) – количество информации, необходимое для различения двух равновероятных сообщений. Бит (в вычислительной технике) – наименьший объем памяти, необходимый для хранения одного из двух знаков «0» и «1», используемых для внутримашинного представления данных и команд. Бит – слишком мелкая единица измерения. На практике применяется более крупная единица байт, равная восьми битам. Именно 8 бит требуется для того, чтобы закодировать любой из 256 символов алфавита клавиатуры компьютера (256 = 28). Приведем основные соотношения между единицами измерения сообщений: 1 бит = 0 или 1; 1 байт = 8 бит; 1 килобайт (1 Кб) = 1 024 байт= 213 бит; 1 мегабайт (1 Мб) = 1 024 Кбайт = 223 бит; 1 гигабайт (1 Гб) = 233 бит; 1 терабайт (1 Тб) = 243 бит; 1 петабайт (1 Пб) = 1 024 Тбайт = 253 бит; 1 экзабайт (1 Эб) = 1 024 Пбайт = 263 бит. Кодирование текстовых данных Если каждому символу алфавита сопоставить целое число (например, порядковый номер), то с помощью двоичного кода можно кодировать и текстовую информацию. Восьми двоичных разрядов достаточно для кодирования 256 различных символов. Этого хватит, чтобы выразить различными комбинациями 8 бит все символы английского и русского языков, как строчные, так и прописные, а также знаки препинания, символы основных арифметических действий и некоторые общепринятые специальные символы, например символ «§». Для того чтобы весь мир одинаково кодировал текстовые данные, нужны единые таблицы кодирования. Пример. ASCII, UNICODE, КОИ-8. Институт стандартизации США (ANSI – American National Standard Institute) ввел в действие систему кодирования ASCII (American Standard Code for Information Interchange – стандартный код информационного обмена США). В системе ASCII закреплены две таблицы 6 ФИО № группы кодирования – базовая и расширенная. Базовая таблица закрепляет значения кодов от 0 до 127, а расширенная относится к символам с номерами от 128 до 255. Первые 32 кода базовой таблицы, начиная с нулевого, отданы производителям аппаратных средств (в первую очередь, производителям компьютеров и печатающих устройств). В этой области размещаются так называемые управляющие коды, которым не соответствуют никакие символы языков, и, соответственно, эти коды не выводятся ни на экран, ни на устройства печати, но с их помощью можно управлять тем, как производится вывод прочих данных. Начиная с кода 32 по код 127, размещены коды символов английского алфавита, знаков препинания, цифр, арифметических действий и некоторых вспомогательных символов (табл. 1). Таблица 1 Базовая таблица кодировки ASCII Универсальная система кодирования текстовых данных Стандарт UNICODE был предложен некоммерческой организацией Unicode Consortium, образованной в 1991 г. В отличие от всех остальных кодировок UNICODE отводит на каждый символ не один байт, а два, и потому с его помощью можно закодировать не 256 символов, а целых 65 536. В документах UNICODE могут соседствовать русские, латинские, греческие буквы, китайские иероглифы и математические символы. 1.5. Информационные технологии (ИТ) Понятие информационной технологии появилось с возникновением информационного общества, основой социальной динамики в котором являются не традиционные материальные, 7 ФИО № группы а информационные ресурсы: знания, наука, организационные факторы, интеллектуальные способности, инициатива, творчество и т. д. Информационная технология (в общем смысле) – это совокупность методов и устройств, используемых людьми для обработки информации. Можно дать следующее, более полное определение ИТ: «Информационная технология – это совокупность методов, производственных процессов и программно-технических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, обработку, хранение, передачу информации с целью снижения трудоемкости процессов использования информационных ресурсов, повышения их надежности и оперативности». Информационные технологии характеризуются следующими основными свойствами: предметом (объектом) обработки (процесса) являются данные; целью процесса является получение информации; средствами осуществления процесса являются программные, аппаратные и программноаппаратные вычислительные комплексы; процессы обработки данных разделяются на операции в соответствии с данной предметной областью; выбор управляющих воздействий на процессы должен осуществляться лицами, принимающими решение; критериями оптимизации процесса являются своевременность доставки информации пользователю, ее надежность, достоверность, полнота. Информационные технологии можно классифицировать по ряду признаков. По классу реализуемых технологических операций (в соответствии с существующими видами информации): технологии обработки текстовой информации (текстовые процессоры, текстовые редакторы, издательские системы); технологии обработки числовой информации (табличные процессоры); технологии обработки графической информации (графические редакторы); технологии создания и обработки баз данных; технологии обработки звуковой информации, мультимедиа (плееры, конвекторы, редакторы). По обслуживаемым предметным областям: бухгалтерский учет; маркетинговая деятельность; управление персоналом; производственный менеджмент и др. 8 ФИО № группы Все базовые информационные технологии можно разделить на три группы: информационные системы офисная (базы данных); технология (программы обработки текста, графики, электронных таблиц); телекоммуникации (локальные, глобальные и городские компьютерные сети). Информационные технологии базируются на основе аппаратных (технических) и программных средств. Технические средства, то есть аппаратура компьютеров, в английском языке обозначаются словом Hardware. Техническое обеспечение представляет собой комплекс технических средств сбора, передачи, обработки, отображения, размножения информации, оргтехники (ЭВМ, сканеры, принтеры и др.). Для программных средств выбрано слово Software, которое подчеркивает равнозначность программного обеспечения и самой машины и вместе с тем способность программного обеспечения модифицироваться, приспосабливаться, развиваться. Кроме названных выше основных технологий по классу реализуемых технологических операций, есть и другие: технология баз знаний (БЗ) и экспертных систем (ЭС); технология электронной почты и телекоммуникационного доступа; технология (использования) автоматизированных систем (АС) и автоматизированных рабочих мест (АРМ); технологии машинной графики и визуализации; гипертекстовые технологии; средства и системы мультимедиа (multimedia) и гипермедиа (hypermedia); технология виртуальной реальности, виртуальная реальность.
