1. Информация. Количество информации. Энтропия. Формула Шеннона.

Синтаксическая мера. Объем данных Vд в сообщении измеряется количеством символов в этом сообщении. В двоичной системе счисления информация измеряется в битах.

Количество информации I на синтаксическом уровне невозможно определить без рассмотрения понятия неопределенности состояния системы (энтропии). Информация обладает свойством уменьшать энтропию (чем больше информации, тем меньше энтропия и тем больше организована и структурирована система).

Э нтропию системы можно вычислить по следующей формуле:

Где Pi – вероятность того, что система находится в i-м состоянии.

Семантическая мера. Для измерения количества информации на семантическом уровне используется тезаурусная мера, которая связывает семантические свойства информации со способностью пользователя принимать поступившее сообщение.

Тезаурус – совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система.

Максимальное количество семантической информации Ic потребитель приобретает при согласовании ее смыслового содержания S со своим тезаурусом Sp (Sp=Sp opt), когда поступающая информация понятна пользователю и несет ему ранее неизвестные сведения.

Прагматическая мера. Эта мера определяет полезность информации для достижения пользователем поставленной цели. Эта мера величина относительная, обусловленная особенностями использования этой информации в той или иной системе.

Информация - это сведения об окружающем мире, которые являются объектом преобразования и используются для выработки поведения, для принятия решения, для управления или для обучения.

2. Данные. Общая схема передачи данных. Информация. Свойства информации.

Данные – это информация об объекте или отношениях объектов, выраженная в знаковой форме

Источник информации Кодирующее устройство Канал связи (помехи) Декодирующее устройство Применение информации.

Информация - это сведения об окружающем мире, которые являются объектом преобразования и используются для выработки поведения, для принятия решения, для управления или для обучения.

Свойства информации: Информация невоспроизводима, Информация побуждает к действию, Объективность, Полнота, Достоверность, Адекватность, Доступность, Актуальность, Коммерческая ценность

3. Информатика. Информационные технологии.

Информатика – это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования, хранения и передачи информации.

Информационные технологии определяются как совокупности методов и средств реализации информационных процессов в различных областях человеческой деятельности. При этом под информационными процессами понимают следующие:

- сбор, прием, восприятие

- передача информации между отдельными подсистемами системы;

- переработка, анализ, отбор информации, создание новой информации, использование информации;

- хранение, запоминание информации;

- передача информации из системы во внешнюю среду.

4. Кибернетика. Кибернетические системы. Формальное описание кс.

Кибернетическая система – множество взаимосвязанных объектов, способных воспринимать, хранить, перерабатывать и использовать информацию для управления и регулирования системой.

Примеры: пчелиный рой, государство, компьютер

Кибернетика - информатика, наука о связи и управлении в машинах и живых организмах. Основной тезис Винера: подобие процессов управления и связи в машинах, живых организмах и обществах

Это прежде всего процессы передачи, хранения и переработки информации.

Кибернетические системы различаются по характеру циркулирующих в них сигналов. Если все эти сигналы задаются непрерывными параметрами, система называется непрерывной. В случае дискретности всех этих величин говорят о дискретной системе. В смешанных, или гибридных, системах приходится иметь дело с обоими типами величин.

5. Машинный эксперимент. Его место среди классических научных методов. Анализ и синтез кибернетических систем.

Основные этапы машинного эксперимента: постановка задачи; построение математической модели изучаемой системы; выбор или разработка алгоритма решения задачи; написание программы на основе предложенного алгоритма; анализ полученных результатов, сравнение модели и реального объекта; корректировка модели, алгоритма или программы.

6. Моделирование. Математическое моделирование. Моделирование систем в терминах «вход – выход». Основные типы решаемых задач при моделировании.

Математическая модель — это приближенное описание какого-либо класса явлений или объектов реального мира на языке математики. Основная цель моделирования — исследовать эти объекты и предсказать результаты будущих наблюдений. Моделирование — это еще и метод познания окружающего мира, дающий возможность управлять им.

Пусть КС состоит только из одного элемента А: где A ={ x, y, z, F, G }

x(t) – входной сигнал элемента A;

y(t) – выходной сигнал элемента A;

z(t) – внутреннее состояние элемента А;

z(t) = F(t, x, z(tпред));

y(t) = G(t, x, z(tпред));

надо задать z(0) и y(0) – начальные усл.

Основные типы задач математического моделирования:

Прямая задача: заданны X(t), L и параметрs «a». Надо найти реакцию системы Y(t).

Обратная задача: Задана L , параметры «a», известна реакция Y(t). Требуется определить X(t), которое вызвало заданную реакцию Y(t).

Задача идентификация параметров: задано описание системы L, вход Х(t) и реакция Y(t). Требуется уточнить параметры системы «а».

«Чёрный ящик»: Известна реакция системы Y(t) на воздействие X(t). Требуется воссоздать описание системы La так, чтобы для заданных воздействий получать заданные реакции.

7. Понятие алгоритма. Определение. Свойства алгоритмов. Примеры алгоритмов.

Понятие алгоритма является центральным понятием информатики.

Алгоритм - это всякая система вычислений, выполняемых по строго определенным правилам, которая после какого-либо числа шагов заведомо приводит к решению поставленной задачи.

А

Свойства алгоритмов:

1. Дискретность.

2. Понятность.

3. Определенность.

4. Результативность.

5. Массовость.

лгоритм “рисование домика”

Начало

Нарисовать стену

Нарисовать крышу

Нарисовать дверь

Нарисовать окно

Конец.

8. Блок-схема как средство представления алгоритма. Основные элементы блок-схемы. Блок-схема – это система связанных геометрических фигур, каждая из которых обозначает один элементарный шаг алгоритма.

Порядок выполнения шагов указывается стрел­ками, соединяющими блоки.

В схеме блоки стараются размещать сверху вниз, в порядке их выполнения.

Нет однозначного соответствия между решаемой задачей и блок-схемой алгоритма ее решения. Алгоритм, записанный на языке программирования, называется программой. Программы строятся по строгим формальным правилам; Наличие блок-схемы облегчает написание программы.

Основные элементы блок-схем: Блок вычислений, Логический блок, Блок ввода-вывода данных, Начало (конец), Блок модификации, Процесс пользователя (подпрограмма)

9. Машина Тьюринга. Тезис Черча-Тьюринга

Концепция универсального вычислительного устройства, известного как машина Тьюринга, была предложена в 1935-1936 годах математиком Аланом Тьюрингом как средство алгоритмического решения проблемы Д. Гильберта.

МТ - это устройство, которое:

может принимать конечное число внутренних состояний;

способное работать с со сколь угодно большим объёмом данных. Эти данные располагаются на внешнем носителе, в качестве которого Тьюринг рассматривал бесконечную ленту, разбитую на отдельные «ячейки», в каждой из которых может храниться один символ.

МТ имеет устройство, которое может считывать символ из отдельной ячейки ленты и продвигать её влево и вправо относительно считывающей головки.

Тезис Черча-Тьюринга говорит, что любая интуитивно вычислимая функция является частично вычислимой, или, что то же самое, может быть вычислена некоторой машиной Тьюринга.