1 Информация, виды информации, ее обработка. Количество информации. Информационный объем сообщения

Информация - сведения об объектах и явлениях окружающей среды, параметрах, свойствах, кот. Уменьшают степень неопределённости и неполноты имеющихся о них знаниях.

Виды информации:

1. Текстовая

2. Числовая

3. Графическая

4. Звуковая

5. Видео

Обработка- способ получения одних информационных объектов из других с помощью выполнения некоторых действий

Количество информации - мера оценки информации, содержащейся в сообщении

Информационным объемом сообщения называется количество битов в этом сообщении. В современной вычислительной технике принято объединять биты в восьмерки, называемые байтами: 1 байт = 8 бит. Наряду с битами и байтами используются и более крупные единицы измерения информационного объема сообщения:

1 Кбайт (один килобайт) = 2 байт = = 1024 байт (~ 1 тысяча байт);

2 Методы получения информации. Свойства информации

Получение информации: Опыт, метод проб и ошибок, научный метод

Свойства

1) Дуализм (данные и методы)

2) Объективность

3) Полнота

4) Достоверность

5) Адекватность (соотв образа явлению)

6) Доступность

7) Актуальность

8) Ясность

9) Ценность

3 Содержание науки "информатика". Структура информатики. Виды моделей в информатике

Информатика – сфера практич деятельности, связанная с аспектами получения, хранения, обработки, передачи и использования инфы.

Структура:

- производственная отрасль (пр-во программных средств)

- фундаментальная наука (методы преобразования инфы)

- прикладная дисциплина (разработка информационных систем и технологий)

Средства преобразования инфы:

1. Технические ср-ва (hardware)

2. Программные продукты (software)

3. Мат. модели и алгоритмы

Модели:

а) информационная (представлены информационные аспекты)

б) математическая (использование мат формул)

в) программная (запрограмирование мат формул)

4 Системы счисления (СС). Представление чисел в различных системах счисления

СС – способ отображения чисел в виде символов, которые имеют некоторые количественные значения

СС бывают:

- позиционные (знач цифры зависит от ее положения)

- непозиционные

Основание СС – это кол-во цифр, используемых в д. СС

Некоторые СС:

- 16тиричная (0, 1, …, 9, a, b, c, d, e, f)

- 2ичная (0, 1)

5 Правила выполнения арифметических операций в двоичной системе счисления. Прямой, обратный и дополнительный коды.

Во всех позиционных СС арифметические операции выполняются по одним и тем же правилам:

• справедливы одни и те же законы арифметики

• справедливы правила сложения, вычитания, умножения и деления столбиком;

• Правила выполнения арифметических операций опираются на таблицы сложения и умножения.

Сложение. 0+0=0; 0+1=1; 1+0=1; 1+1=10. Важно: при сложении двух единиц производится перенос в старший разряд, т.к. величина числа становится равной или большей основания системы счисления.(Пример: 110+11=1001)

Вычитание.: 0-0=0; 1-0=1; 1-1=0; 10-1=1(из нуля вычесть единицу нельзя, поэтому для вычитания необходимо занять единицу у старшего разряда). (пример: 1001-110=11)

Умножение двоичных чисел как и в 10тичной СС

Деление в двоичной системе как и в десятичной

Прямой код. к двоичному числу в первый разряд добавляется если число отрицательное «1», а если число положительное «0». (А2=0.10110)

Обратный код все символы двоичного числа меняются на противоположные, кроме первого числа перед точкой.

Дополнительный код В дополнительном коде записываем двоичный код только переведенный сначала в обратный, и у обратного кода меняем младший разряд на противоположный. (0.010010-младший разряд =0.010011)

6. Бит, байт, битовый набор. Двоичное кодирование.

Бит – один двоичный разряд в двоичной системе счисления.

Байт — единица хранения и обработки цифровой информации (1байт=8бит). Байт – частный случай ячейки (набор битов)

Двоичная система счисления — позиционная система счисления с основанием 2. В этой системе счисления числа записываются с помощью двух символов (0 и 1).

Преобразование двоичных чисел в десятичные: дано двоичное число 110001.Перевод: 1*2­­_­­­⁰+0*2¹+0*2²+0*2³+1*2⁴+1*2⁵=49

Преобразование десятичных чисел в двоичные : Итак, мы делим каждое частное на 2 и если есть остаток, то пишем 1, иначе 0

7. Представление целых чисел в компьютере.

Целые числа являются простейшими числовыми данными, с которыми оперирует ЭВМ. Для целых чисел существуют два представления: беззнаковое (только для неотрицательных целых чисел) и со знаком. Целые числа в компьютере хранятся в формате с фиксированной запятой.

Представление целых чисел в беззнаковых целых типах. Для беззнакового представления все разряды ячейки отводятся под представление самого числа. Например, в байте (8 бит) можно представить беззнаковые числа от 0 до 255. Поэтому, если известно, что числовая величина является неотрицательной, то выгоднее рассматривать её как беззнаковую.

Представление целых чисел в знаковых целых типах. Для представления со знаком самый старший (левый) бит отводится под знак числа, остальные разряды - под само число. Если число положительное, то в знаковый разряд помещается 0, если отрицательное - 1. Например, в байте можно представить знаковые числа от -128 до 127.

8. Представление вещественных чисел в компьютере.

Для представления вещественных чисел в современных компьютерах принят способ представления с плавающей запятой. Как и для целых чисел, при представлении действительных чисел в компьютере чаще всего используется двоичная система, следовательно, предварительно десятичное число должно быть переведено двоичную систему.

9 Представление текстовой информации в компьютере. Кодовая таблица. Таблицы ASCII и Unicode.

Для представления текстовой информации используется таблица нумерации символов или таблица кодировки символов, в которой каждому символу соответствует целое число (порядковый номер).

Существующий стандарт ASCII (8 – разрядная система кодирования) содержит две таблицы кодирования – базовую (содержит 128 основных символов, коды символов английского алфавита) и расширенную (128 расширенных символов, в каждой стране заменяются символами национального алфавита).

Unicode – это кодировочная таблица, в которой для кодирования каждого символа используется 2 байта, т.е. 16 бит. На основании такой таблицы может быть закодировано намного больше символов (могут разместиться символы языков большинства стран мира).

10 Представление графической, звуковой и видео- информации в компьютере

Для кодирования графической информации все изображение делится на равные участки – пиксели. Каждый пиксель задается двоичным кодом. В основном применяют кодировки RGB (мониторы, 1px=24 бита – по 8 для задания интенсивности 3х цветов, т.е. по 256 уровней интенсивности) и CMYK (для принтеров).

Представление звуковой информации. Через каждый короткий промежуток времени в виде двоичного числа регистрируется уровень сигнала( с пом аналогово-цифрового преобразователя) . Таким образом, звуковой сигнал представляет собой поток двоичных чисел. При воспроизведении звука поток чисел обратно представляются в аналоговый сигнал при помощи цифро-аналогового преобразователя. Универсальный звуковой формат файла без сжатия это WAV. Наиболее распространенный формат со сжатием - MP3.

Представление видео-информации. Видео представляет собой поток последовательно сменяющихся кадров изображений.

11 История развития вычислительной техники

4 осн периода:

1. Домеханический (примитивные приборы: линейка, счеты)

2. Механич (простейшие операции над числами: зубчатое колесо, машины Лео. Построение машин основано на принципах программного управления, исп перфокарт и операций условного перехода)

3. Электромеханический (развитие электротехники: 2значная СС, алгебраическая логика)

4. Электронный:

1поколение – архитектура фон Неймана (сложные вычисления). 2поколение – основ на транзисторах (языки программирования)

3поколение – линейные мк-схемы (ОС, выполняющие несколько операций одновременно)

4поколение – мк-процессоры и большие интегральные схемы

12 Принципы фон Неймана в архитектуре ЭВМ

Архитектура – организация всех аппаратных и програмных средств

фон Нейман предложил записывать и хранить в памяти алгоритм вычислений вместе с данными.

	Внешние запоминающие устройства
Устройство ввода	АЛУ	УУ	Устройство вывода
	ОЗУ

АЛУ – арифметико-логическое устройство (обработка инфы)

УУ – упр устройство (контроль всех устройств)

13. Cтруктура персонального компьютера

Обычно персональный компьютер состоит из трех частей:

·        системного блока;

·        клавиатуры, у. ввода;

·        монитора (или дисплея) – у. вывода текстовой или графической информации.

Системник:

·        электронные схемы (микропроцессоры, оперативная память, контроллеры устройств);

·        блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электронные схемы компьютера;

·        накопители (или дисководы) для гибких магнитных дисков, используемые для чтения и записи на гибкие магнитные диски (дискеты);

·        накопитель на жестких магнитных дисках, предназначенные для чтения и записи на несъемные жесткие магнитные диски (винчестер).

Микропроцессор – важнейший элемент компьютера (производительность).

Параметры процессора:     тактовая частота, характеризующая число команд, выполняемых процессором за одну секунду.

Через интерфейсную систему, основу которой составляет системная шина персонального компьютера, микропроцессор соединяется с:

а)  Основной памятью компьютера:

-                 оперативное запоминающее устройство (RAM) хранит работающую программу и данные;

-                 винчестером

б)  Внешней памятью

14. Технические характеристики компьютера 

К важнейшим техническим характеристикам персонального компьютера относятся:  1. тактовая частота – сколько элементарных операций (тактов) выполняет микропроцессор в одну секунду;  2. производительность - кол-во операций за ед времени

3. быстродействие – время выполнения одной операции

Зависят от процессора. Сейчас используются модели: Intel core duo, core i3, core i5, core i7; AMD Phenom X2, X4

15.Программное обеспечение

ПО - Совокупность программ, которые могут выполняться на ПК.

Программное обеспечение, можно условно разделить на три категории: 1) системное ПО (программы общего пользования)- ОС, дрова, утилиты 2)прикладное ПО - редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок, обработка информационных массивов и т.д.

К утилитам относятся: 1)диспетчеры файлов или файловые менеджеры 2)средства динамического сжатия данных (позволяют увеличить количество информации на диске за счет ее динамического сжатия) 3) средства просмотра и воспроизведения 4)средства диагностики; средства контроля позволяют проверить конфигурацию компьютера и проверить работоспособность устройств компьютера, прежде всего жестких дисков 5) средства коммуникаций (коммуникационные программы) предназначены для организации обмена информацией между компьютерами  6)средства обеспечения компьютерной безопасности (резервное копирование, антивирусное ПО).

16. Прикладное программное обеспечение, его основные виды

Прикладная программа или приложение — программа, предназначенная для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитанная на непосредственное взаимодействие с пользователем. Например, текстовые, графические, видео- редакторы, базы данных, эл таблицы.

17. Операционная система компьютера, ее основные функции. Типы операционных систем. Пользовательский интерфейс, его разновидности.

ОС - набор программ, предназначенных для управления ресурсами вычислительной системы (динамического и статического распределения ресурсов).

Основные функции:

1.Загрузка программ в оперативную память и их выполнение.

2.Обеспечение пользовательского интерфейса.

3.Выполнение сервисных ф-ций (пример – обслуживание дисков)

Виды ОС:

много-(win) и одно-пользовательские(MS DOS)

Однозадачные и многозадачные

графические – текстовые

по́льзовательский интерфейс - совокупность средств и методов, при помощи которых пользователь взаимодействует с прогой

Виды интерфейса:

-текстовый

-табличный

-графический

18. Файлы и каталоги. Имя и расширение файла. Атрибуты файла. Правила формирования структуры каталогов.

Файл – совокупность данных, имеющее имя.

И́мя фа́йла — строка символов, однозначно определяющая файл в каталоге.

Расширение – связь между содержанием файла и прогой

Катало́г — специальный файл, в котором находится инфа о расположенных в нем файлах

Атрибуты файла устанавливаются для каждого файла и указывают системе, какие операции можно производить с файлами. Существует четыре атрибута:

- только чтение (R);архивный (A);скрытый (H);системный (S).

19. Этапы реализации инженерных задач на компьютере, их содержание. Области применения компьютерных технологий в строительстве.

этапы:

1. Постановка задачи

2. Математическая формулировка задачи

3. Выбор метода решения

4. Разработка алгоритма

5. Реализация алгоритма (язык компа, отладка)

6. Анализ результатов и их перенос в реальную задачу