Единицы измерения информации.

Для измерения длины, массы, времени, силы тока и т.д. придуманы приборы и процедуры измерения. Чтобы узнать длину стержня, достаточно приложить к нему линейку с делениями, силу тока можно измерить амперметром. А как узнать количество информации в некотором сообщении, в каких единицах эту информацию измерять? Для двоичных сообщений в качестве такой числовой меры используется количество бит в сообщении. Это количество называют информационным объемом сообщения. Например, сообщение "МИРУ МИР" имеет информационный объем 8 байт (64 бит).

Биты и байты используются также для измерения "емкости", размера памяти и для измерения скорости передачи двоичных сообщений. Скорость передачи измеряется количеством передаваемых бит в секунду (например, 19200 бит/с).

Наряду с битами и байтами для измерения количества информации в двоичных сообщениях используются и более крупные единицы (более удобные для измерения больших объемов информации):

1 Кбит (один килобит) = 2¹⁰ =1024 бит (прибл. 1 тыс. бит)

1 Мбит (один мегабит) = 2²⁰ =1048576 бит (прибл. 1 млн. бит)

1 Гбит (один гигабит) = 2³⁰ = (прибл.)10⁹ бит (миллиард бит)

1 Кбайт (один килобайт) = 2¹⁰ =1024 байт (прибл. 1 тыс. байт)

1 Мбайт (один мегабайт) = 2²⁰ =1048576 байт (прибл. 1 млн. байт)

1 Гбайт (один гигабайт) = 2³⁰ = ( прибл. 1 миллиард байт)

К единицам измерения многих физических величин мы привыкли, и нам не нужно пояснять, что такое 1 миллиметр или 10 километров. А бит, байт, килобайт, мегабайт, гигабайт - много это или мало?

Например, в учебнике на страницу помещается чуть меньше 50 строк, в каждой строке - примерно 60 символов. Таким образом, полностью заполненная текстом страница учебника имеет информационный объем около 3000 байт (3 Кбайт). Если считать, что в учебнике около 200 страниц, то получаем информационный объем учебника равный около 600 Кбайт или 0,6 Мбайт. Если человек говорит по 8 часов в день без перерыва, то за 70 лет жизни он наговорит около 10 Гбайт информации (это 5 млн. страниц - стопка бумаги высотой 500 м.)

Один черно-белый телевизионный кадр (при 32 градациях яркости каждой точки) содержит примерно 300 Кбайт информации. Цветной кадр, образованный из трех кадров основных цветов (красный, синий, зеленый), содержит уже около Мбайта информации. А 1,5-часовой цветной телевизионный художественный фильм (при частоте 25 кадров в секунду) - 135 Гбайт.

Если на условной шкале изобразить бит примерно одним миллиметром (точнее, 1.25 мм), то байт в этом масштабе будет представлен сантиметром, килобайт - десятиметровым отрезком, мегабайт - десятикилометровым отрезком, ну а гигабайт вытянется в 10 000 километров - это расстояние от Москвы до Владивостока. Как видите, диапазон, который охватывают единицы измерения информации, очень велик.

Вопрос №6

Понятие о языках программирования высокого и низкого уровня

Языки программирования - это формальные языки специально созданные для общения человека с компьютером. Каждый язык программирования, равно как и «естественный» язык (русский, английский и т.д.), имеет алфавит, словарный запас, свои грамматику и синтаксис, а также семантику. Алфавит - фиксированный для данного языка набор основных символов, допускаемых для составления текста программы на этом языке. Синтаксис - система правил, определяющих допустимые конструкции языка программирования из букв алфавита. Семантика - система правил однозначного толкования отдельных языковых конструкций, позволяющих воспроизвести процесс обработки данных. При описании языка и его применении используют понятия языка. Понятие подразумевает некоторую синтаксическую конструкцию и определяемые ею свойств программных объектов или процесса обработки данных. Взаимодействие синтаксических и семантических правил определяют те или иные понятия языка, например, операторы, идентификаторы, переменные, функции и процедуры, модули и т.д. В отличие от естественных языков правила грамматики и семантики для языков программирования, как и для всех формальных языков, должны быть явно, однозначно и четко сформулированы. Языки программирования, имитирующие естественные языки, обладающие укрупненными командами, ориентированными на решение прикладных содержательных задач, называют языками «высокого уровня». В настоящее время насчитывайся несколько сотен таких языков, а если считать и их диалекты, то это число возрастет до нескольких тысяч. Языки программирования высокого уровня существенно отличаются от машинно-ориентированных (низкого уровня) языков. Во-первык, машинная программа в конечном счете записывается с помощью лишь двух символов 0 и 1. Во-вторых, каждая ЭВМ имеет ограниченный набор машинных операции, ориентированных на структуру процессора. Как правило, этот набор состоит из сравнительно небольшого числа простейших операций, типа: переслать число ячейку; считать число из ячейки; увеличить содержимое ячейки на +1 и т.п. Команда на машинном языке содержит очень ограниченный объем информации, поэтому она обычно определяет простейший обмен содержимого ячеек памяти, элементарные арифметические и логические операции. Команда содержит код и адреса ячеек, ссодержимым которой выполняется закодированное действие. Языки программирования высокого уровня имеют следующие достоинства:

• алфавит языка значительно шире машинного, что делает его гораздо более выразительным и существенно повышает наглядность и понятность текста;

• набор операций, допустимых для использования, не зависит от набора машинных операций, а выбирается из соображений удобства формулирования алгоритмов решения задач определенного класса;

• конструкции команд (операторов) отражают содержательные виды обработки данных и задаются в удобном для человека виде;

• используется аппарат переменных и действия с ними;

• поддерживается широкий набор типов данных.

Таким образом, языки программирования высокого уровня являются машинно-независимыми и требуют использования соответствующих программ-переводчиков (трансляторов) для представления программы на языке машины, на которой она будет исполняться.

2. Языки низкого уровня – практически не используются. Они ближе исполняемой машине, чем человеку

Вопрос №7,8,9,10(отельные файлы)

Вопрос №11

Разработка алгоритмов решения задач: линейная структура, разветвляющаяся структура.