Лекції з інформатики 1 курс семестр. Лекції з інформатики (1 курс)
Рік виконання: 2007
Розмір: 905 кб
Формат: doc
Опис:Хороший курс лекцій з інформатики для 1 курсу, які допоможуть першокурснику освоєння елементарних понять про інформатику.
1. Що таке информатика.
У цьому пункті лекції йдеться про значущість інформатики як науки, розповідається про інформацію, чим вимірюється, як вона зберігається і передається з відривом.
2. З чого складається комп'ютер.
Опис складових ком'ютера та принципи їх роботи.
3. Критерії класифікації комп'ютерів.
Коротка історична довідка історії комп'ютерної техніки. Покоління комп'ютерів.
4. Все про системи числення.
Опис двійкових, вісімкових, десяткових та шістнадцяткових систем числення та способи переведення з однієї системи в іншу.
5. Алгебра логіки.
Розділ дискретної математики та логічних операцій.
6. Що таке програмне забезпечення?
Класифікація та призначення різних програм.
7. Алгоритми.
Основи складання графічних та словесних алгоритмів.
Федеральне агентство з освіти
Державний освітній заклад вищої професійної освіти
Самарський державний технічний університет
Лекції з інформатики
для студентів 1 курсу денного навчання
спеціальностей 1004 та 1805
Самара 2008
ЛЕКЦІЯ 6. АЛГОРИТМИ. АЛГОРИТМІЗАЦІЯ. АЛГОРИТМІЧНІ МОВИ 19
ЛЕКЦІЯ №1 ІСТОРІЯ РОЗВИТКУ ВИЧИСЛЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ: ІНФОРМАЦІЯ, ЗБІР, ПЕРЕДАЧА, ОБРОБКА ІНФОРМАЦІЇ
Перша згадка про обчислювальну машину зустрічається в працях Леонардо да Вінчі (креслення «логічної машини»). Першою реалізацією програмованої машини вважається ткацький верстат (стрижні та перфострічки для зміни порядку переплетення ниток – типу тканини).
Перше практичне застосування обчислювальної машини – розрахунок артилерійських таблиць у 1920-30-х роках. Контактори, 3-поверхова будівля, кілька десятків програмістів, близько місяця програмування, кілька годин рахунку.
Перша електронна обчислювальна машина - США, аналогова машина, програмування шляхом з'єднання блоків у схему, що відповідає задачі.
Подальший розвиток - ЕОМ на радіо лампах, вітчизняна - Урал, транзисторні вітчизняні БЭСМ-4, М-200 (до 10 6 операцій/сек), західна IBM.IBM приходить у СРСР із соц. країн (Угорщина, Болгарія, НДР) як ЄС-ЕОМ. ЕС-ЕОМ – потужна машина «колективного» користування. Колективність вимушена через невідповідність швидкодії ЦП та периферії.
При появі мультизадачного режиму зі змінною кількістю завдань з'являються термінали та дисплейні станції. Використання машин стає справді колективним. Термінали набувають інтелекту і відгалужуються в персональні ЕОМ. Електроніка-60100, Іскра, IBM.
Якби авіаційна техніка розвивалася так само швидко як обчислювальна (продуктивність, ефективність, економічність, зниження вартості), в даний час (приблизно 10 років тому) будь-хто охочий міг би вільно купити літак типу Боїнг760, залити відро бензину і облетіти навколо земної кулі за 20 хвилин.
Паралельний розвиток машин індивідуального використання:
ПРОМІНЬ: 100 кроків програмованої пам'яті (кишеньковий калькулятор Електроніка Б3-38)
НАІРІ: програмування мовою високого рівня, введення/виведення – електрична друкарська машинка 120 символів/хв або перфострічка.
Розвиток техніки програмування.
Програмування в кодах машини - програміст-чаклун. Ніхто не знає і не розуміє "як він це робить" (промінь).
Машино орієнтовані мови (Наїрі).
Ланцюжки команд, що часто повторюються, породжують інтерпретатори і транслятори.
Універсальні алгоритмічні мови високого рівня FORTRAN, ALGOL, PL-1, BASIC, Pascal.
Проблемно орієнтовані мови програмування.
Системи візуального конструювання програм Delphi, програмування без програмування.
Розвиток носіїв інформації.
Магнітний барабан – БЕСМ.
Магнітні стрічки, магнітні диски – ЄС.
Дискети 5 дюймів від 180кБ – Іскра до 720кБ.
Жорсткий диск 7 МБ – Іскра.
СDіDVDдиски.
Флеш-карти пам'яті.
Розвиток засобів уведення висновку
Перфорована фотоплівка, касова стрічка з числами у нормалізованому вигляді, пульт програміста-наладчика – Урал.
Перфокарти, перфострічки, АЦПУ – БЕСМ
Те саме і ел. пиш. маш. або монітор програміста-системника – ЄС. Пізніше клавіатура та монітор дисплейних станцій.
Екзотика: різного типу сколки для цокання спец. олівцем, багатошарові екрани моніторів для цокання пальцем, світлове перо.
Принтери: матричні, електротеплові, струменеві, лазерні.
Графобудівники, плотери: планшетні, рулонні пір'яні, струменеві.
Монітори та графічні карти: 320х200 монохром: чорні, зелені, руді; кольорові 320х200, 640х480, 1024х768, …;
Термін "інформатика"(Франц. informatique) походить від французьких слів information(інформація) та automatique(автоматика) і буквально означає "інформаційна автоматика".
Широко поширений також англомовний варіант цього терміна "Сomputer science", що означає буквально "Комп'ютерна наука".
1978 року міжнародний науковий конгрес офіційно закріпив за поняттям "інформатика"галузі, пов'язані з розробкою, створенням, використанням та матеріально-технічним обслуговуванням систем обробки інформації, включаючи комп'ютери та їх програмне забезпечення, а також організаційні, комерційні, адміністративні та соціально-політичні аспекти комп'ютеризації – масового впровадження комп'ютерної техніки у всі сфери життя людей.
Таким чином, інформатика базується на комп'ютерній техніці та немислима без неї.
Інфоpматика - наукова дисципліна з найширшим діапазоном застосування. Її основні напрямки:
розробка обчислювальних систем та програмного забезпечення;
теорія інформації, що вивчає процеси, пов'язані з передачею, прийомом, перетворенням та зберіганням інформації;
методи штучного інтелекту, що дозволяють створювати програми для вирішення завдань, що вимагають певних інтелектуальних зусиль під час виконання їх людиною (логічний висновок, навчання, розуміння мови, візуальне сприйняття, ігри та ін.);
системний аналіз, що полягає в аналізі призначення проектованої системи та у встановленні вимог, яким вона має відповідати;
методи машинної графіки, анімації, засоби мультимедіа;
засоби телекомунікації, у тому числі, глобальні комп'ютерні мережі, що поєднують все людство в єдину інформаційну спільноту;
різноманітні додатки, що охоплюють виробництво, науку, освіту, медицину, торгівлю, сільське господарство та всі інші види господарської та громадської діяльності.
Інформатику зазвичай представляють складається з двох частин:
технічні засоби;
програмні засоби.
Технічні засоби, тобто апаратура комп'ютерів, в англійській мові позначаються словом Hardware, яке буквально перекладається як "тверді вироби".
А для програмних засобіввибрано (а точніше, створено) дуже вдале слово Software(буквально - "м'які вироби"), яке підкреслює рівнозначність програмного забезпечення та самої машини та водночас підкреслює здатність програмного забезпечення модифікуватися, пристосовуватися, розвиватися.
Крім цих двох загальноприйнятих гілок інформатики виділяють ще одну суттєву галузь. алгоритмічні засоби. Для неї російський академік А.А. Дородніцин запропонував назву Brainware(Від англ. brain- Інтелект). Ця гілка пов'язана з розробкою алгоритмів та вивченням методів та прийомів їх побудови.
Не можна розпочати програмування, не розробивши попередньо алгоритм розв'язання задачі.
Роль інформатики у розвитку суспільства надзвичайно велика. З нею пов'язано початок революції у сфері накопичення, передачі та обробки інформації. Ця революція, що йде за революціями в оволодінні речовиною та енергією, зачіпає і докорінно перетворює не лише сферу матеріального виробництва, а й інтелектуальну, духовну сферу життя.
Зростання виробництва комп'ютерної техніки, розвиток інформаційних мереж, створення нових інформаційних технологій призводять до значних змін у всіх сферах суспільства: у виробництві, науці, освіті, медицині тощо.
На цій сторінці коротко представлені тематика та зміст лекційних занять. Фактично тут розташовані посилання на короткі конспекти у вигляді скороченого тексту лекцій, або так звані опорні конспекти, що містять малюнки, діаграми, таблиці та іншу інформацію, що допомагає осмислити і запам'ятати матеріал лекції. Деякі питання теорії розглянуті досить докладно, інші – ні, тому існує потреба у відвідуванні "живих" лекцій викладача.
лекція 1.Відмінні риси дисципліни «Теорія та методика навчання інформатики». Цілі та завдання дисципліни «Теорія та методика навчання інформатики». Взаємозв'язок основних компонентів процесу навчання інформатики. Зв'язок методики навчання інформатики з наукою, інформатикою та іншими науками. Інформатика та кібернетика, співвідношення понять.
лекція 2. Інформатика як навчальний предмет. Становлення шкільного курсу інформатики у СРСР 60-80 роки. p align="justify"> Комп'ютерна грамотність як основна мета викладання інформатики в 80-90 роки. Інформатизація освіти там. Безмашинний та машинний варіанти викладання інформатики у 80-90 роки.
лекція 3. Основні дидактичні засади у навчанні інформатики. Приватнометодичні засади застосування програмних засобів у навчальному процесі. Освітні, розвиваючі та виховні цілі навчання інформатики. Алгоритмічна культура як вихідна мета викладання інформатики. Інформаційна культура як мета викладання шкільного курсу інформатики.
лекція 4. Стандартизація шкільної освіти у галузі інформатики. Критерії відбору змісту освіти. Програма з інформатики, як основний нормативний документ вчителя інформатики.
лекція 5. Місце курсу інформатики у навчальних планах шкіл. Навчально-методичне забезпечення шкільного курсу інформатики (шкільні підручники, періодичні методичні видання, методичні посібники з інформатики для вчителів). Вимоги до шкільних підручників. Програмні засоби навчального призначення (напрями використання, структура технології застосування програмних засобів у навчальному процесі, критерії ефективності цієї технології).
лекція 7. Урок як основна форма організації навчального процесу. Класифікація уроків інформатики за обсягом та характером використання комп'ютера. Аналіз уроку. Безпосередня підготовка вчителя до уроку. Методичні вимоги до конспекту Класифікація уроків з основної дидактичної мети. Характеристика основних типів уроків інформатики Організація попередньої підготовки вчителя до уроку.
МІНІСТЕРСТВО ТРАНСПОРТУ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ
ДЕПАРТАМЕНТ ШЛЯХІВ ПОВІДОМЛЕННЯ
КРСНОЯРСЬКИЙ ІНСТИТУТ ЗАЛІЗНИЧНОГО ТРАНСПОРТУ – ФІЛІЯ ГОУ ВПО "ІРКУТСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ШЛЯХІВ ПОВІДОМЛЕННЯ"
КУРСЛЕКЦІЙ ПОІНФОРМАТИЦІ
Навчальний посібник для студентів інженерних спеціальностей
Красноярськ 2012
УДК 681.3.06 ББК 32-973-01
Єгорушкін, І.О. Курс лекцій з інформатики. Ч. 1: Навчальний посібник/І.Б. Єгорушкин. Красноярськ: Красноярський інститут залізничного транспорту - філія ГОУ ВПО "Іркутський державний університет шляхів сполучення", 2012. 79 с.: Іл.
Викладено курс лекцій з інформатики за 1 семестр, розроблених на основі стандарту ФЕПО, що включає такі дисциплінарні модулі:
а) поняття інформації, загальна характеристика процесів збирання, передачі, обробки та накопичення інформації;
б) технічні засоби реалізації інформаційних процесів; апаратура комп'ютера;
в) програмні засоби реалізації інформаційних процесів; г) інформаційні технології: (технології обробки текстової та
табличній інформації).
Цей курс лекцій призначений для освоєння теоретичної частини дисципліни "Інформатика" (лекційний курс) студентами інженерних спеціальностей. Посібник складається із дев'яти лекцій, передбачених програмою 1-го семестру, розробленою на основі стандарту ФЕПО.
Іл. 15. Бібліогр.: 3 назв.
Рецензенти: Гайденок Н.Д. – д.т.н., професор кафедри ЕЖД
Рогальов О.М. – к.ф.-м.н., доцент кафедри математичного моделювання та інформатики ІГУРЕ СФУ
Друкується за рішенням методичної ради КРІЖТ
© Красноярський інститут залізничного транспорту - філія ГОУ ВПО "Іркутський державний університет шляхів сполучення", 2012
© І.О. Єгорушкіна, 2012
ЛЕКЦІЯ1.ІНФОРМАЦІЯІФОРМІЇПРЕДСТАВЛЕННЯ.................... |
|
1.1.Сообщения,данные,сигналы................................. |
|
1.2.Мерііодиниці подання, вимірювання зберігання інформації ............... |
|
1.3.Види властивості інформації ............................................... .............................................. |
|
ЛЕКЦІЯ 2. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕСЗБОРУ, |
|
ОБРОБКИ, ПЕРЕДАЧІІНАКОПЛЕННЯІНФОРМАЦІЇ..................... |
|
2.1.Вимірювання інформації............................................... .................................................. ...... |
|
2.2.Сприйняття інформації............................................... .................................................. .... |
|
2.3.Сборинформации............................................... .................................................. ................. |
|
2.4.Передачаінформації............................................... .................................................. ......... |
|
2.5.Обробка інформації ............................................... .................................................. ...... |
|
ІНФОРМАЦІЙНО-ЛОГІЧНІ ОСНОВИ ЕВМ..................................... |
|
2.6.Системичисления............................................... .................................................. .............. |
|
2.7.Позиційні системи числення ............................................... ..................................... |
|
ЛЕКЦІЯ 3. ІНФОРМАЦІЙНО-ЛОГІЧНІ ОСНОВИ ЕВМ |
|
3.1.Системи обчислення (закінчення) ............................................ ........................................... |
|
3.1.1. Двійкова система числення........................................................................... |
|
3.1.2. Інші позиційні системи числення.................................................... |
|
3.1.3. Змішані системи числення..................................................................... |
|
ІНФОРМАТИКАЯКНАУКА................................................. ................................. |
|
3.2.Предметнаобластьінформатикиякнауки............................................... .............. |
|
3.3.Коротка історія розвитку інформатики ............................................... ...................... |
|
3.4. Поняття про інформаційне суспільство ............................................... .......................... |
|
3.5.Метазадачикурсу "інформатика"............................................ .................................. |
|
ЛЕКЦІЯ4.ЕВМКАКСРЕДСТВООБРОБКИІНФОРМАЦІЇ............... |
|
4.1.Історія розвитку ЕОМ ............................................... .................................................. ...... |
|
4.2.Основні характеристики ЕОМ.................................................. ....................................... |
|
4.3.Класифікація ЕОМ ............................................... .................................................. ........... |
|
ЛЕКЦІЯ5.ЕВМКАКСРЕДСТВООБРОБКИІНФОРМАЦІЇ |
|
(ЗАКІНЧЕННЯ)............................................... .................................................. ............ |
|
5.1.Загальні принципи побудови сучасних ЕОМ............................................... ...... |
|
5.2.Програмне забезпеченняЕОМієгофункції............................................... ........... |
|
5.3.Склад на призначення основнихелементів ПК, їх характеристики..................... |
|
5.3.1. Загальні відомості про ПЕОМ та їх класифікацію .......................................... |
|
5.3.2. Структурна схема ПЕОМ............................................................................... |
|
5.3.3. Зовнішні пристрої ПЕОМ............................................................................ |
|
5.3.4. Запам'ятовувачі ПЕОМ................................................................ |
ЛЕКЦІЯ 6. ОПЕРАЦІЙНІ СИСТЕМИ. ГРАФІЧНА |
|
ОПЕРАЦІЙНЕ СЕРЕДОВИЩЕWINDOWS................................................. ............... |
6.1.Операційна системаMSDOS............................................... ........................................ |
|
6.2.ОболонкаNortonCommander............................................... ............................................. |
|
6.3.Основні технологічні механізми Windows ............................................... ....... |
|
6.4.Створення об'єктів, управління об'єктами, властивості об'єктів ............................... |
|
6.5.Навігаціяпофайловійсистемі.Операціїзфайлами.Пошукфайлів. |
|
Налаштування параметрів роботи операційної системи. . |
|
6.6.Огляд додатків Windows. Спільна робота додатків .................. |
|
6.7.Програми обслуговування дисків. Архівація даних. |
|
архіватори................................................. .................................................. ................................... |
|
6.8.ОболонкаFarManager............................................... .................................................. ........ |
ЛЕКЦІЯ 7. ПРОГРАМНІ ЗАСОБИ ОБРОБКИ ІНФОРМАЦІЇ 56
ЛЕКЦІЯ 8. ПРОГРАМНІ ЗАСОБИ ОБРОБКИ ІНФОРМАЦІЇ
(ЗАКІНЧЕННЯ)............................................... .................................................. ............ |
|
8.1.Прикладні програми ............................................... .................................................. .... |
|
8.2.Системипрограмування............................................... .............................................. |
|
8.3.Класифікаціяпрограмного забезпечення.................................................. ................. |
|
8.4.Проблемно-орієнтовані ППП ............................................. ................................... |
|
8.5.ІнтегрованіППП............................................... .................................................. ...... |
|
ЛЕКЦІЯ 9. ОСНОВИ ТЕКСТОВОЇ ІТАБЛІЧНОЇ ОБРОБКИ |
|
ІНФОРМАЦІЇ................................................. .................................................. ........ |
|
9.1.Текстовий процесор Microsoft Word ............................................... .............................. |
|
9.1.1. Запуск та завершення роботи з Word............................................................. |
|
9.1.2. Головне меню та панелі інструментів......................................................... |
|
9.1.3. Відкриття та збереження документів............................................................. |
|
9.1.4. Форматування документів.......................................................................... |
|
9.1.5. Друк документа................................................................................................ |
|
9.2.ТаблічнийпроцесорMicrosoftExcel............................................... .............................. |
|
9.2.1. Основні поняття електронних таблиць...................................................... |
|
9.2.2. Інтерфейс табличного процесора MS Excel. Основні відмінності |
|
між Word і Excel .............................................. .................................................. ....... |
|
ЛІТЕРАТУРА................................................. .................................................. ........... |
ЛЕКЦІЯ 1. ІНФОРМАЦІЯ ТА ФОРМИ ЇЇ ПРЕДСТАВЛЕННЯ
Поняття інформація є основним поняттям інформатики. Будь-яка діяльність людини є процес збору та переробки інформації, прийняття на її основі рішень та їх виконання. З появою сучасних засобів обчислювальної техніки інформація стала виступати як один з найважливіших ресурсів науково-технічного прогресу.
У В рамках науки інформація є первинним і невизначеним поняттям. Воно передбачає наявність матеріального носія інформації, джерела інформації, передавача інформації, приймача та каналу зв'язку між джерелом та приймачем. Поняття інформації використовується у всіх сферах: науці, техніці, культурі, соціології та повсякденному житті. Конкретне тлумачення елементів, що з поняттям інформації, залежить від методу конкретної науки, мети дослідження чи навіть від наших уявлень.
Термін "інформація" походить від латинського інформатио - роз'яснення, виклад, поінформованість. Енциклопедичний словник (М.: Рад. енциклопедія, 1990) визначає інформацію в історичній еволюції: спочатку - відомості, які передаються людьми усним, письмовим або іншим способом (за допомогою умовних сигналів, технічних засобів і т. д.); з середини ХХ століття - загальнонаукове поняття, що включає обмін відомостями між людьми, людиною
і автоматом, обмін сигналами у тваринному та рослинному світі (передача ознак від клітини до клітини, від організму до організму).
Вужче визначення дається в техніці, де це поняття включає всі відомості, що є об'єктом зберігання, передачі і перетворення інформації.
Найбільш загальне визначення має місце у філософії, де під інформацією розуміється відображення реального світу. Інформацію як філософську категорію розглядають як один із атрибутів матерії, що відображає її структуру.
У еволюційному рядуречовина → енергія → інформація кожне по-
наступний прояв матерії відрізняється від попереднього тим, що людям було важче його розпізнати, виділити та використовувати у чистому вигляді. Саме складність виділення різних проявів матерії зумовила, мабуть, зазначену послідовність пізнання природи людством.
1.1. Повідомлення, дані, сигнали
З поняттям інформації пов'язані такі поняття, як сигнал, повідомлення та
Сигнал (від латинського signum – знак) є будь-яким процесом, що несе інформацію.
Розрізняють дві форми подання інформації – безперервну та дискретну. Оскільки носіями інформації є сигнали, то останніми можуть використовуватися фізичні процеси різної природи.
Інформація представляється (відбивається) значенням однієї чи кількох параметрів фізичного процесу, чи комбінацією кількох параметрів.
Сигнал називається безперервним, якщо його параметр у заданих межах може набувати будь-які проміжні значення. Сигнал називається дискретним, якщо його параметр у заданих межах може набувати певних фіксованих значень.
Повідомлення – це інформація, подана у певній формі та призначена для передачі.
З практичної точки зору інформація завжди подається у вигляді повідомлення. Інформаційне повідомлення пов'язане з джерелом повідомлення, по-
випромінювачем повідомлень та каналом зв'язку.
Повідомлення від джерела до приймача передається у матеріально-енергетичній формі (електричний, світловий, звуковий сигнали тощо). Людина сприймає повідомлення у вигляді органів чуття. Приймачі інформації в техніці сприймають повідомлення за допомогою різної вимірювальної та реєструючої апаратури. В обох випадках з прийомом інформації пов'язана зміна часу будь-якої величини, що характеризує стан приймача. У цьому сенсі інформаційне повідомлення можна представити функцією x (t), що характеризує зміну в часі матеріально-енергетичних параметрів фізичного середовища, в якому здійснюються інформаційні процеси.
Функція x (t) приймає будь-які речові значення в діапазоні зміни часу t. Якщо функція x (t ) безперервна, має місце безперервна або аналогова інформація, джерелом якої зазвичай є різні природні об'єкти (наприклад, температура, тиск, вологість повітря), об'єкти технологічних виробничих процесів (наприклад, нейтронний потік в активній зоні, тиск і температура теплоносія в контурах ядерного реактора) та ін. Якщо функція x (t ) дискретна, то інформаційні повідомлення, що використовуються людиною, мають характер дискретних повідомлень (наприклад, сигнали тривоги, що передаються за допомогою світлових і звукових повідомлень, мовні повідомлення, що передаються письмово або з звукових сигналів, повідомлення, що передаються за допомогою жестів та ін.).
У світі інформація, зазвичай, обробляється на обчислювальних машинах. Тому інформатика тісно пов'язана із інструментарієм – обчислювальною машиною.
Комп'ютер – пристрій перетворення інформації у вигляді виконання керованої програмою послідовності операцій. Синонім комп'ютера – обчислювальна машина, найчастіше електронна обчислювальна машина (ЕОМ).
Дані – це інформація, подана у формалізованому вигляді та призначена для обробки її технічними засобами, наприклад, ЕОМ.
Тому поряд із термінамивведення інформації, обробка інформації, зберігання інформації, пошук інформації використовуються термінивведення даних, обробка даних, зберігання даних тощо.
1.2. Заходи та одиниці подання, вимірювання та зберігання інформації
Для теоретичної інформатики інформація грає таку ж роль, як і речовина у фізиці. І подібно до того, як речовині можна приписувати досить велику кількість характеристик (масу, заряд, обсяг і т.д.), так і для інформації є нехай не настільки великий, але досить представницький набір характеристик. Як і характеристик речовини, так характеристик інформації є одиниці виміру, що дозволяє деякої порції інформації приписувати числа – кількісні характеристики інформації.
На сьогоднішній день найбільш відомі такі способи вимірювання інформації:
об'ємний; ентропійний; алгоритмічний.
Об'ємний є найпростішим і найгрубішим способом вимірювання інформації. Відповідну кількісну оцінку інформації можна назвати обсягом інформації.
Обсяг інформації у повідомленні – це кількість символів у повідомленні.
Оскільки, наприклад, те саме число може бути записано багатьма різними способами (з використанням різних алфавітів):
"двадцять один" 21 11001
цей спосіб чутливий до форми подання (запису) повідомлення. У обчислювальній техніці вся оброблювана та зберігається інформація незалежно від її природи (число, текст, відображення) представлена в двійковій формі (з використанням алфавіту, що складається всього з двох символів 0 і 1). Така стандартизація дозволила запровадити дві стандартні одиниці виміру: біт і байт. Байт – це вісім біт. Більш детально ці одиниці вимірювання будуть розглянуті пізніше.
Кількість інформаціїназивають числову характеристику сигналу, що відбиває ступінь невизначеності(неповноту знань), яка зникає після отримання повідомлення у вигляді сигналу. Цю міру невизначеності в теорії інформації називають ентропією. Якщо в результаті отримання повідомлення досягається повна ясність у якомусь питанні, кажуть, що була отримана повна або вичерпна інформація, і необхідності отримання додаткової інформації немає. І навпаки, якщо після отримання повідомлення невизначеною залишилася колишньою, значить, інформації отримано не було (нульова інформація).
Наведені міркування показують, що між поняттями інформа-
ція, невизначеність та можливість вибору існує тісний зв'язок. Так,
будь-яка невизначеність передбачає можливість вибору, а будь-яка інформація, зменшуючи невизначеність, зменшує можливість вибору. За повної інформації вибору немає. Часткова інформація зменшує кількість варіантів вибору, скорочуючи цим невизначеність.
Приклад. Людина кидає монету та спостерігає, якою стороною вона впаде. Обидві сторони монети є рівноправними, тому однаково ймовірно, що випаде одна чи інша сторона. Такій ситуації приписується початкова невизначеність, яка характеризується двома можливостями. Після того, як монета впаде, досягається повна ясність і невизначеність зникає (стає рівною нулю).
В алгоритмічній теорії інформації (розділ теорії алгоритмів) пропонується алгоритмічний методоцінки інформації у повідомленні. Цей метод коротко можна охарактеризувати такими міркуваннями.
Кожен погодиться, що слово 0101…01 складніше за слово 00..0, а слово, де 0 і 1 вибираються з експерименту – кидання монети (де 0 – герб, 1 – решка), складніше обох попередніх.
Комп'ютерна програма, що виробляє слово з одних нулів, дуже проста: друкувати той самий символ. Для отримання 0101…01 потрібна трохи складніша програма, що друкує символ, протилежний щойно надрукованому. Випадкова послідовність, що не має жодних закономірностей, не може бути зроблена ніякою "короткою" програмою. Довжина програми, що виробляє хаотичну послідовність, повинна бути близько довжині останньої.
Наведені міркування дозволяють припустити, що будь-якому повідомленню можна приписати кількісну характеристику, що відображає складність (розмір) програми, що дозволяє її зробити.
Так як є багато різних обчислювальних машин і різних мов програмування (різних способів завдання алгоритму), то для визначеності задаються деякою конкретною обчислювальною машиною, наприклад машиною Тьюринга, а кількісна характеристика - складність слова (повідомлення) - визначається як мінімальна кількість внутрішніх станів машини Тьюринга , що потрібні для його відтворення. Так само в алгоритмічній теорії інформації використовуються інші способи завдання складності.
1.3. Види та властивості інформації
Зупинимося докладніше на розкритті поняття інформація. Розглянемо наступний список:
генетична інформація; геологічна інформація; синоптична інформація; хибна інформація (дезінформація); повна інформація; економічна інформація; технічна інформація тощо.
Напевно, кожен погодиться, що в цьому переліку наведено далеко не всі види інформації, так само як і з тим, що від наведеного переліку мало користі. Цей перелік не систематизовано. Для того, щоб класифікація за видами була корисною, вона повинна бути заснована на деякій системі. Зазвичай при
Класифікація об'єктів однієї природи як база для класифікації використовується ту чи іншу властивість (можливо набір властивостей) об'єктів.
Як правило, властивості об'єктів можна розділити на два великі класи: зовнішні та внутрішні властивості.
Внутрішні властивості- Це властивості, що органічно властиві об'єкту. Вони зазвичай "приховані" від вивчає об'єкт і проявляють себе опосередковано при взаємодії даного об'єкта з іншими.
Зовнішні властивості- Це характеристики, що характеризують поведінку об'єкта при взаємодії з іншими об'єктами.
Пояснимо сказане з прикладу. Маса є внутрішньою властивістю речовини (матерії). Виявляє вона себе у взаємодії чи ході деякого процесу. Звідси з'являються такі поняття фізики, як гравітаційна маса і нерціальна маса, які можна було назвати зовнішніми властивостями речовини.
Подібний поділ властивостей можна навести і інформації. Для будь-якої інформації можна вказати три об'єкти взаємодії: джерело інформації, приймач інформації (її споживач) та об'єкт чи явище, яке ця інформація відображає. Тому можна виділити три групи зовнішніх властивостей, найважливішими з яких є властивості інформаційної точки зору споживача.
Якість інформації- Узагальнена позитивна характеристика інформації, що відображає рівень корисності для користувача.
Показник якості- Одна з важливих позитивних властивостей інформації (з позиції споживача). Будь-яка негативна властивість може бути замінена зворотним йому, позитивним.
Найчастіше розглядають показники якості, які можна виразити числом, і такі є кількісними характеристиками позитивних властивостей інформації.
Як випливає з наведених визначень, щоб визначити набір найважливіших показників якості, необхідно оцінити інформацію з погляду її споживача.
Споживач на практиці стикається з такими ситуаціями: частина інформації відповідає його запиту, його вимогам і таку інформацію називають релевантною; якщо отриманої інформації достатньо, то таку інформацію природно називати повною; отримана інформація несвоєчасна (наприклад, застаріла);
частина інформації з визнаної споживачем релевантної може бути недостовірною, тобто містить приховані помилки (якщо частина помилок споживач виявляє, він зіпсовану інформацію просто відносить до нерелевантної);информация недоступна;
інформація схильна до "небажаного" використання та зміни з боку інших споживачів; інформація має незручні для споживача форму та обсяг.
Огляд наведених ситуацій дозволяє сформулювати такий розподіл властивостей інформації.
Релевантність – здатність інформації відповідати потребам (запитам) споживача.
Повнота – властивість інформації вичерпно (для даного споживача) характеризувати відображуваний об'єкт та (або) процес.
Своєчасність– здатність інформації відповідати потребам споживача у потрібний час.
Достовірність - властивість інформації не мати прихованих помилок. Доступність - властивість інформації, що характеризує можливість її
отримання даним споживачем.
Захищеність – властивість, що характеризує неможливість несанкціонованого використання чи зміни.
Ергономічність – властивість, що характеризує зручність форми чи обсягу інформації з погляду даного споживача.
Крім того, інформацію можна класифікувати з точки зору її використання на такі види: політичну, технічну, біологічну, хімічну. д. Це, по суті, класифікація інформації потреби.
Нарешті, узагальнено характеризуючи якість інформації, часто використовують наступне визначення. Логічна, що адекватно відображає об'єктивні закономірності природи, суспільства і мислення – це є наукова інформація.Зауважимо, що останнє визначення характеризує не взаємовідносини "інформація - споживач", а взаємовідносини "інформація - відображуваний об'єкт / явище", тобто це вже груп з зовнішніх властивостей інформації. Тут найбільш важливим є властивість адекватності.
Адекватність – властивість інформації однозначно відповідати об'єкту, що відображається, або явищу. Адекватність виявляється для споживача внутрішньою властивістю інформації, що виявляє себе через релевантність та достовірність.
Серед внутрішніх властивостей інформації найважливішими є обсяг (кількість) інформації та її внутрішня організація, структура. За способом внутрішньої організації інформацію поділяють на дві групи:
1. Дані чи простий, логічно невпорядкований набір відомостей.
2. Логічно впорядковані, організовані набори даних. Упорядкованість даних досягається накладенням на дані деякої
структури (звідси часто використовуваний термін структура даних).
У другій групі виділяють особливим чином організовану інформацію – знання. Знання на відміну даних є інформацію не про якийсь одиничні конкретному факті, а тому, як влаштовані всі факти певного типу.
Нарешті, поза полем зору виявилися властивості інформації, пов'язані з процесом її зберігання. Тут найважливішим властивістю є живучість - здатність інформації зберігати свою якість з часом. До цього можна ще додати властивість унікальності. Унікальною називають інформацію, що зберігається в єдиному екземплярі.
Таким чином, ми описали основні властивості інформації, відповідно і визначили базу для класифікації її за видами.
