1.Информатизация общества: понятие, цели, задачи, направления.

Информатизация – это процесс создания, развития и всеобщего применения информационных средств и технологий, обеспечивающих кардинальное улучшение качества труда и условий жизни в обществе.

Основные задачи информатизации:

- модернизация информационно - телекоммуникационной инфраструктуры;

- развитие информационных телекоммуникационных технологий;

- эффективное формирование, использование информационных ресурсов и обеспечение широкого и свободного доступа к ним; информационный ресурс получает приоритет по сравнению с прочими материальными ресурсами, он служит основой создания информационного продукта;

- обеспечение граждан общественно значимой информацией и развитие независимых СМИ;

- создание необходимой нормативно - правовой базы построение информационного общества;

- привитие населению информационной культуры, т.е. умение целенаправленно работать с информацией и использовать её для получения, передачи, обработки и использования компьютерную информационную технологию, современные технические средства и методы.

Цель информатизации – улучшение качества жизни людей за счёт увеличения производительности и облегчения условий их труда.

Направления информатизации: социальная, экономическая, техническая и научная.

2.Информатика как наука и как вид практической деятельности. Структура современной информатики. История развития средств вычислительной техники.

 Как наука, информатика изучает общие закономерности, свойственные информационным процессам. Эти закономерности и являются предметом информатики как науки.

Объектом информатики выступают автоматизированные, осно­ванные на ЭВМ и телекоммуникационной технике, информационные системы (ИС) различного класса и назначения. Информатика изучает все стороны их разработки, проектирования, создания, анализа и ис­пользования на практике. Информационные технологии (ИТ) — это машинизированные (инженерные) способы обработки семантической информации — данных и знаний, которые реализуются посредством автоматизированных информационных систем (АИС).

В настоящее время АИС получили широчайшее распространение. Классификация АИС осуществляется по ряду признаков, и в зависи­мости от решаемой задачи можно выбрать разные признаки класси­фикации. При этом одна и та же АИС может характеризоваться од­ним или несколькими признаками. В качестве признаков классифи­кации АИС используются: область применения, охватываемая терри­тория, организация информационных процессов, направление дея­тельности, назначения, структура и др.

Объектом приложений информатики являются различные науки и области практической деятельности, для которых она стала непрерывным источником самых современных ИТ.

Различные ИТ функционирующие в разных видах человеческой деятельности, имея общие черты, существенно различаются между собой. Среди ИТ, получивших в настоящее время наибольшее распространение, можно выделить следующие:

Автоматизация вычислений является традиционной для вычислительной техники. Особую роль здесь играет вычислительный эксперимент, с понятием которого тесно связано понятие математической модели.

Автоматизированное и автоматическое управление означает совокупность аппаратных и программных средств, обеспечивающих управление сложными процессами.

Обработка текстовой информации, включает в себя создание, хранение, редактирование и печать электронных копий документов.

Обработка графической информации, включает в себя создание, хранение, редактирование и печать электронных копий графических объектов.

Создание и сопровождение баз данных (БД). БД – это интегрированный и структурированный набор данных, относящихся к какой-либо области или задаче. Для создания БД и работы с ними существуют специальные программные продукты – СУБД.

Использование электронных таблиц. Эта технология возникла как автоматизация конторского труда.

Применение методов искусственного  интеллекта (ИИ).

Информационные компьютерные сети обеспечивают быстрый и качественный доступ к территориально удаленным источникам информации.

Технология программирования и организации вычислительных систем – это технологии, созданные для внутренних систем и потребностей ЭВМ.

Информатика имеет существенные социальные аспекты. Информатика включает комплекс промышленного, коммерческого, административного и социального воздействия». Информатизация, т.е. процесс проникновения информационных технологий во все сферы жизни и деятельности общества, сильно влияет на социальную сферу. В настоящее время в общественном устройстве развитых стран появились черты информационного общества, во все сферы жизни и деятельности членов которого включены средства информатики в качестве орудий интеллектуального труда, переработки любой информации, моделирования реальных и прогнозируемых событий, управления производством, обучения и т.д. Информатизация сильнейшим образом влияет на структуру экономики ведущих в экономическом отношении стран. В числе их лидирующих отраслей промышленности традиционные добывающие и обрабатывающие отрасли оттеснены максимально наукоемкими производствами электроники, средств связи и вычислительной техники — так называемой сферой высоких технологий. Темпы развития сферы высоких технологий и уровень прибылей в ней превышают в 5-10 раз темпы развития традиционных отраслей производства.  Правовые аспекты информатики связаны с тем, что деятельность программистов и других специалистов, работающих в сфере информатики, все чаще выступает в качестве объекта правового регулирования. Некоторые действия при этом могут быть квалифицированы как правонарушения (преступления). Регулированию подлежат вопросы собственности на информацию, охрана авторских прав на компьютерные программы и базы данных, гарантии сохранения конфиденциальности и секретности определенных видов информации и многое другое. Информатизация социальной сферы, распространение информационных сетей породили как новые виды преступности, так и многочисленные правовые проблемы, правовое регулирование многих из которых далеко от завершения.  В Российской Федерации (как и в других странах) действуют специальные правовые акты, регламентирующие отношения в сфере информации. К ним, в частности, относятся: • Закон Российской Федерации «О правовой охране программ для электронно-вычислительных машин и баз данных» (1992 г.), • Указ Президента Российской Федерации «Об основах государственной политики в сфере информатизации» (1994 г., изменения и дополнения — 1995 г.),и другие.

Основными составными частями современной информатики принято считать следующие:

1.Теоретическая информатика – часть информатики, включающая ряд математических разделов. Она опирается на математическую логику и включает в себя теорию алгоритмов, теорию информации, теорию кодирования, теорию формальных языков, исследование операций и др. Здесь используются математические методы для общего изучения процессов обработки информации.

2.Вычислительная техника – раздел, в котором разрабатываются общие принципы вычислительных систем.

3.Программирование – деятельность, связанная с разработкой систем программного обеспечения (ПО). Основными разделами программирования являются: создание системного ПО и создание прикладного ПО.

4.Информационные системы – раздел информатики, связанный с решением вопросов по анализу потоков информации в сложных системах, их оптимизации, структурировании, принципах хранения и поиска информации.

ИИ – область информатики, в которой решаются проблемы, находящиеся на пересечении с психологией, физиологией, лингвистикой и др. науками. Основные направления разработок этой области – моделирование рассуждений, компьютерная лингвистика, машинный перевод, создание экспертных систем, распознавание образов и т.п.

Вычисления в до электронную эпоху. Потребность счета предметов у человека возникла еще в доисторические времена. Древнейший метод счета предметов заключался в сопоставлении предметов некоторой группы (например, животных) с предметами другой группы, играющей роль счетного эталона. У большинства народов первым таким эталоном были пальцы (счет на пальцах).Расширяющиеся потребности в счете заставили людей употреблять другие счетные эталоны (зарубки на палочке, узлы на веревке и т. д.).Каждый школьник хорошо знаком со счетными палочками, которые использовались в качестве счетного эталона в первом классе .В древнем мире при счете больших количеств предметов для обозначения определенного их количества (у большинства народов — десяти) стали применять новый знак, например зарубку на другой палочке. Первым вычислительным устройством, в котором стал применяться этот метод, стал абак . Древнегреческий абак представлял собой посыпанную морским песком дощечку. На песке проводились бороздки, на которых камешками обозначались числа. Одна бороздка соответствовала единицам, другая — десяткам и т. д. Если в какой-то бороздке при счете набиралось более 10 камешков, их снимали и добавляли один камешек в следующий разряд. Римляне усовершенствовали абак, перейдя от песка и камешков к мраморным доскам с выточенными желобками и мраморными Шариками .По мере усложнения хозяйственной деятельности и социальных отношений (денежных расчетов, задач измерений расстояний, времени, площадей и т. д.) возникла потребность в арифметических вычислениях. Для выполнения простейших арифметических операций (сложения и вычитания) стали использовать абак, а по прошествии веков — счеты . Развитие науки и техники требовало проведения все более сложных математических расчетов, и в XIX веке были изобретены механические счетные машины — арифмометры (рис. 1.3). Арифмометры могли не только складывать, вычитать, умножать и делить числа, но и запоминать промежуточные результаты, печатать результаты вычислений и т. д. Аналитическую машину Бэббиджа (прообраз современных компьютеров) по сохранившимся описаниям и чертежам построили энтузиасты из Лондонского музея науки (рис. 1.4). Аналитическая машина состоит из четырех тысяч стальных деталей и весит три тонны. Вычисления производились Аналитической машиной в соответствии с инструкциями (программами), которые разработала леди Ада Лавлейс (дочь английского поэта Джорджа Байрона). Графиню Лавлейс считают первым программистом, и в ее честь назван язык программирования АДА. Первыми носителями информации, которые использовались для хранения программ, были перфокарты (рис. 1.5). Программы записывались на перфокарты путем пробития в определенном порядке отверстий в плотных бумажных карточках. Затем перфокарты помещались в Аналитическую машину, которая считывала расположение отверстий и выполняла вычислительные операции в соответствии с заданной программой.

3.Понятие информации. Свойства информации и ее виды. Формы представления информации.

Информация – это сведения, знания, сообщения о положении дел, которые человек воспринимает из окружающего мира с помощью органов чувств (зрения, слуха, вкуса, обоняния, осязания).

Основные свойства информации:

1.Объективность – не зависит от чего-либо мнения

2.Достоверность – отражает истинное положение дел

3.Полнота – достаточна для понимания и принятия решения

4.Актуальность – важна и существенна для настоящего времени

5.Ценность (полезность, значимость)- обеспечивает решение поставленной задачи, нужна для того чтобы принимать правильные решения

6.Понятность (ясность)– выражена на языке, доступном получателю

 Кроме этого информация обладает еще следующими свойствами:

1) Атрибутивные свойства (атрибут – неотъемлемая часть чего-либо). Важнейшими среди них являются:- дискретность (информация состоит из отдельных частей, знаков) и непрерывность (возможность накапливать информацию)

2) Динамические свойства связаны с изменением информации во времени:

- копирование – размножение информации

- передача от источника к потребителю

- перевод с одного языка на другой

- перенос на другой носитель

- старение (физическое – носителя, моральное – ценностное)

3) Практические свойства - информационный объем и плотность

Информация храниться, передается и обрабатывается в символьной (знаковой) форме. Одна и та же информация может быть представлена в различной форме:1) Знаковой письменной, состоящей из различных знаков среди которых выделяют символьную в виде текста, чисел, спец. символов; графическую; табличную и тд.; 2) В виде жестов или сигналов; 3) В устной словесной форме (разговор)

Виды информации

Все виды деятельности человека по преобразованию природы и общества сопровождались получением новой информации. Логическая, адекватно отображающая объективные закономерности природы, общества и мышления получила название научной информации. Ее делят по областям получения или пользования на следующие виды: политическую, техническую, биологическую, химическую, физическую и т.д.; по назначению- на массовую и специальную. Часть информации. которая занесена на бумажный носитель, получила название документальной информации. Любое производство при функционировании требует  перемещения документов, т.е. возникает документооборот. Для автоматизированных систем управления информация в документах составляет внешнее информационное обеспечение. В то же время большая часть информации хранится в памяти ЭВМ на магнитных лентах, дисках и т.д. Она определяется как внутримашинное информационное обеспечение.

Наряду с научной информацией в сфере техники при решении производственных задач используется техническая информация. Она сопровождает разработку новых изделий, материалов, конструкций агрегатов, технологических процессов. Научную и техническую информацию объединяют термином научно-техническая информация: в сфере материального производства может циркулировать технологическая информация, закрепленная в конструкторско-технологической документации. В плановых расчетах существует планово-экономическая информация, которая содержит интегральные сведения о ходе производства, значения различных экономических показателей.

Компьютер, помогающий человеку хранить и обрабатывать информацию, приспособлен в первую очередь для обработки текстовой, числовой, графической информации.

          Рассмотрим только те виды информации, которые «понимают» технические устройства (в частности, компьютер).

1.Текстовая информация, например текст в учебнике, сочинение в тетради, реплика актера в спектакле, прогноз погоды, переданный по радио. Заметим, что в устном общении (личная беседа, разговор по телефону, радиопостановка спектакля) информация может быть представлена только в словесной, текстовой форме.

2.Числовая информация, например таблица умножения, арифметический пример, в хоккейном матче счет, время прибытия поезда и др. В чистом виде числовая информация встречается редко, разве что на контрольных по математике. Чаще всего используется комбинированная форма представления информации.

В настоящее время мультимедийная (многосредовая, комбинированная) форма представления информации в вычислительной техники становится основной. Цветная графика сочетается в этих системах со звуком и текстом, с движущимися видеоизображением и трехмерными образами.

4.Меры информации. Формулы Хартли и Шеннона. Единицы измерения информации.

Меры информации:

1). Синтаксическая мера информации - эта мера количества информации оперирует с обезличенной информацией, не выражающей смыслового отношения к объекту. На синтаксическом уровне учитываются тип носителя и способ представления информации, скорость передачи и обработки, размеры кодов представления информации.

Объём данных (VД) понимается в техническом смысле этого слова как информационный объём сообщения или как объём памяти, необходимый для хранения сообщения без каких-либо изменений.

Информационный объём сообщения измеряется в битах и равен количеству двоичных цифр (“0” и “1”), которыми закодировано сообщение.

2). Семантическая мера информации

Для измерения смыслового содержания информации, т.е. ее количества на семантическом уровне, наибольшее признание получила тезаурусная мера, которая связывает семантические свойства информации со способностью пользователя принимать поступившее сообщение. Для этого используется понятие тезаурус пользователя.

Тезаурус — это совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система.

3). Прагматическая мера информации - эта мера определяет полезность информации (ценность) для достижения пользователем поставленной цепи. Эта мера также величина относительная, обусловленная особенностями использования этой информации в той или иной системе.

Ценность информации целесообразно измерять в тех же самых единицах (или близких к ним), в которых измеряется целевая функция.

ФОРМУЛА ХАРТЛИ: определяет количество информации, содержащееся в сообщении длины n.

Имеется алфавит А , из букв которого составляется сообщение:

| A | = m

Количество возможных вариантов разных сообщений:

N = mn

Где: N - возможное количество различных сообщений, шт; m - количество букв в алфавите, шт; n - количество букв в сообщении, шт.

Пример: Алфавит состоит и 2-х букв B и X, длина сообщения 3 буквы - таким образом m=2, n=3. При выбранных нами алфавите и длине сообщения можно составить N=m^n=2^3=8 разных сообщений "BBB", "BBX", "BXB", "BXX", "XBB", "XBX", "XXB", "XXX" - других вариантов нет.

Формула Хартли определяется:

I = log 2N = nlog 2m

Где: I-количество информации, бит.

При равновероятности символов p=1/m, m=1/p формула Хартли переходит в собственную информацию.

Формула Хартли была предложена Ральфом Хартли в 1928 году как один из научных подходов к оценке сообщений. Допустим, нам требуется что-либо найти или определить в той или иной системе. Есть такой способ поиска как «деление пополам». Например, кто-то загадывает число от 1 до 100, а другой должен отгадать его, получая лишь ответы «да» или «нет». Задается вопрос: число меньше? Ответ и «да» и «нет» сократит область поиска вдвое. Далее по той же схеме диапазон снова делится пополам. В конечном итоге, загаданное число будет найдено.

ФОРМУЛА ШЕННОНА:

В 1948 году К. Шеннон предложил формулу для вычисления количества информации для неравновероятных событий в общем случае : H = P1 log2 (1/ P1) + P2 log2 (1/ P2) + . . . + PN log2 (1/ PN) где H – количество информации, N – количество возможных событий, Pi – вероятность отдельных событий

где I - количество информации; N - количество возможных событий; рi - вероятность i-го события

Для частного, но широко распространенного и рассмотренного выше случая, когда события равновероятны (pi= 1/N), величину количества информации I можно рассчитать по формуле:

 Единица измерения информации – это байт. Но т.к. приходится считать большие объемы информации, существует еще несколько единиц измерения информации. Это:

1 Килобайт = 2 10 = 1024 байта.

1 Мегабайт = 1024 Кб

1 Гигабайт = 1024 Мб

1 Терабайт = 1024 Гб