
- •Раздел 1. Основные понятия и методы теории информатики 5
- •Раздел 2. Технические средства реализации информационных процессов 38
- •Раздел 3. Программные средства реализации информационных процессов 56
- •Раздел 1. Основные понятия и методы теории информатики
- •1.1. Сообщения, данные, сигнал, атрибутивные свойства информации, показатели качества информации, формы представления информации. Системы передачи информации
- •1.2. Меры и единицы количества и объема информации
- •1.3. Позиционные системы счисления
- •1.4. Представление данных в памяти эвм Внутреннее представление данных в памяти компьютера. Общие понятия.
- •1.5. Основные понятия алгебры логики
- •Основные операции алгебры высказываний:
- •Типовые логические узлы
- •1.6. История развития вычислительной техники и логические основы эвм
- •Раздел 2. Технические средства реализации информационных процессов
- •2.1. Понятие и основные виды архитектуры эвм
- •2.2. Состав и назначение основных элементов персонального компьютера, их характеристики
- •Основные устройства компьютера и их функции
- •Характеристики процессора и внутренней памяти компьютера (быстродействие, разрядность, объем памяти и др.)
- •2.3. Запоминающие устройства: классификация, принцип работы, основные характеристики
- •2.4. Устройства ввода / вывода данных, их разновидности и основные характеристики
- •Устройства ввода информации:
- •Устройства вывода информации:
- •Раздел 3. Программные средства реализации информационных процессов
- •3.1. Понятие системного и служебного (сервисного) программного обеспечения. Операционные системы
- •Операционные системы
- •Операционные системы (ос) классифицируют:
- •3.2. Файловая структура операционной системы. Операции с файлами
- •3.3. Технологии обработки текстовой информации
- •3.4. Электронные таблицы
- •Основные понятия электронных таблиц
- •Ячейки и их адресация
- •Диапазон ячеек
- •Формулы
- •Ссылки на ячейки
- •Относительная адресация
- •Абсолютная адресация
- •Автоматизация ввода
- •Использование стандартных функций
- •Построение диаграмм и графиков
- •3.5. Технологии обработки графической информации
- •Форматы для хранения графических изображений и кодирования цветов
- •3.6. Электронные презентации
- •3.7. Системы управления базами данных
- •Понятие информационной системы
- •Виды структур данных:
- •1. Реляционная база данных
- •2. Иерархическая база данных
- •3. Сетевая база данных
- •Виды баз данных
- •Состав и функции систем управления базами данных
- •3.8. Основы баз данных и знаний
- •Основы экспертных систем
- •Представление и использование нечетких знаний
- •Нейронные системы и сети
- •Список источников Основная литература
- •Дополнительная литература
- •6 14000, Г. Пермь, Дзержинского, 1б, тел.: 218-32-67
1.1. Сообщения, данные, сигнал, атрибутивные свойства информации, показатели качества информации, формы представления информации. Системы передачи информации
Ранее мы неоднократно употребляли термин «информация», никак его при этом не раскрывая.
Слово «информация» происходит от латинского слова informatique, что в переводе означает сведение, разъяснение, ознакомление.
Понятие «информация» является одним из фундаментальных в современной науке вообще и базовым для изучаемой нами информатики. Информацию наряду с веществом и энергией рассматривают в качестве важнейшей сущности мира, в котором мы живем. Однако, если задаться целью формально определить понятие «информация», то сделать это будет чрезвычайно сложно. Аналогичными «неопределяемыми» понятиями, например, в математике является «точка» или «прямая». Так, можно сделать некоторые утверждения, связанные с этими математическими понятиями, но сами они не могут быть определены с помощью более элементарных понятий.
Понятие «информация» используется в различных науках, при этом в каждой науке понятие «информация» связано с различными системами понятий.
Информация в биологии: Биология изучает живую природу и понятие «информация» связывается с целесообразным поведением живых организмов. В живых организмах информация передается и храниться с помощью объектов различной физической природы (состояние ДНК), которые рассматриваются как знаки биологических алфавитов. Генетическая информация передается по наследству и хранится во всех клетках живых организмов. Философский подход: Информация – это взаимодействие, отражение, познание. Кибернетический подход: Информация – это характеристики управляющего сигнала, передаваемого по линии связи.
Информация – это сведения об окружающем мире (объекте, процессе, явлении, событии), которые являются объектом преобразования (включая хранение, передачу и т.д.) и используются для выработки поведения, для принятия решения, для управления или для обучения.
Характерными чертами информации являются следующие:
это наиболее важный ресурс современного производства: он снижает потребность в земле, труде, капитале, уменьшает расход сырья и энергии. Так, например, обладая умением архивировать свои файлы (т.е. имея такую информацию), можно не тратиться на покупку новых дискет;
информация вызывает к жизни новые производства. Например, изобретение лазерного луча явилось причиной возникновения и развития производства лазерных (оптических) дисков;
информация является товаром, причем продавец информации ее не теряет после продажи. Так, если студент сообщит своему товарищу сведения о расписании занятий в течение семестра, он эти данные не потеряет для себя;
информация придает дополнительную ценность другим ресурсам, в частности, трудовым. Действительно, работник с высшим образованием ценится больше, чем со средним.
Классификация информации
В наши дни человечество накопило огромное количество информации. Подсчитано, что общая сумма человеческих знаний до недавнего времени удваивалась каждые 50 лет. Сейчас объем информации удваивается через каждые два года.
От умения человека правильно воспринимать и обрабатывать информацию зависит во многом его способность к познанию окружающего мира.
Информацию можно разделить на виды по нескольким признакам.
По способу восприятия:
Мир вокруг нас полон всевозможных образов, звуков, запахов, и всю эту информацию доносят до сознания человека его органы чувств: зрение, слух, обоняние, вкус и осязание.
С их помощью человек формирует свое первое представление о любом предмете, живом существе, произведении искусства, явлении и пр.
Для человека информация подразделяется на виды в зависимости от типа воспринимающих ее рецепторов
Визуальная – воспринимаемая органами зрения.
Аудиальная – воспринимаемая органами слуха.
Тактильная – воспринимаемая тактильными рецепторами.
Обонятельное – воспринимаемая обонятельными рецепторами.
Вкусовая – воспринимаемая вкусовыми рецепторами.
Виды информации, которые человек получает с помощью органов чувств, называют органолептической информацией.
Практически 90% информации человек получает при помощи органов зрения, примерно 9% – посредством органов слуха и только 1% – при помощи остальных органов чувств.
По форме представления:
По форме представления информация делится на следующие виды:
Текстовая – передаваемая в виде символов, предназначенных обозначать лексемы языка.
Числовая – в виде цифр и знаков, обозначающих математические действия.
Графическая – в виде изображений, событий, предметов, графиков.
Звуковая – устная или в виде записи передача лексем языка аудиальным путем.
По предназначению:
Массовая – содержит тривиальные сведения и оперирует набором понятий, понятным большей части социума.
Специальная – содержит специфический набор понятий, при использовании происходит передача сведений, которые могут быть не понятны основной массе социума, но необходимы и понятны в рамках узкой социальной группы, где используется данная информация.
Личная – набор сведений о какой-либо личности, определяющий социальное положение и типы социальных взаимодействий внутри популяции.
Свойства информации
Итак, информация является динамическим объектом, образующимся в момент взаимодействия объективных данных и субъективных методов. Как и всякий объект, она обладает свойствами (объекты различимы по своим свойствам). Характерной особенностью информации, отличающей ее от других объектов природы и общества, является отмеченный выше дуализм: на свойства информации влияют как свойства данных, составляющих ее содержательную часть, так и свойства методов, взаимодействующих с данными в ходе информационного процесса. По окончании процесса свойства информации переносятся на свойства новых данных, то есть свойства методов могут переходить на свойства данных. Это очень важное обстоятельство. Необходимо помнить о том, что объективные и достоверные на первый взгляд данные могут таковыми не оказаться из-за того, что на отдельных этапах информационного процесса к ним были применены необъективные или неадекватные методы.
Адекватность информации. Под адекватностью понимают степень соответствия информации, полученной потребителем, тому, что автор вложил в ее содержание (то есть в данные). Поскольку информация является продуктом взаимодействия данных и методов, то на ее свойства, в том числе и на адекватность, влияют как адекватность данных, так и адекватность методов.
Достоверность информации. Под достоверностью информации понимается ее соответствие объективной реальности (как текущей, так и прошедшей) окружающего мира. На достоверность информации влияет как достоверность данных, так и адекватность методов, использованных при ее получении.
Полнота информации. Под полнотой информации понимается ее достаточность для принятия решения. Она зависит как от полноты данных, так и от наличия необходимых методов, С понятием полноты данных сталкиваются все, кому приходится выполнять служебные задания. Если исходные данные неполны, принять верное решение непросто. Однако бывают случаи, когда данные полны, а верное решение мы все равно: получить не можем. Это свидетельствует о том, что мы не располагаем какими то методами. И в том и в другом случае можно говорить о том, что недостаточно необходимой информации.
Информация полна, если ее достаточно для понимания и принятия решений. Как неполная, так и избыточная информация сдерживает принятие решений, или может повлечь ошибки.
Избыточность информации. Это свойство, полезность которого мы ощущаем очень часто. Нередко избыточность информации человек чисто психологически воспринимает как ее качество, потому что она позволяет ему меньше напрягать свое внимание и меньше утомляться.
С избыточностью информации связаны и другие свойства. Чем выше избыточность данных, тем шире диапазон методов, с помощью которых из них можно получить адекватную информацию. Избыточность информации позволяет повышать ее достоверность за счет применения специальных методов, в том числе и основанных на теории вероятностей и математической статистике. Общий принцип здесь такой: в результате отсева объем данных сокращается, но их достоверность увеличивается.
Объективность и субъективность информации. Понятие объективности информации является относительным. Это понятно, если учесть, что методы являются субъективными. Более объективной принято считать ту информацию, в которую методы вносят меньший субъективный элемент. Так, например, принято считать, что в результате наблюдения фотоснимка объекта образуется более объективная информация, чем в результате наблюдения рисунка того же объекта, выполненного человеком.
Доступность информации. Доступность информации – это мера возможности получить ту или иную информацию. На степень доступности информации влияют одновременно как доступность данных, так и доступность адекватных методов для их интерпретации.
Актуальность информации. Актуальность – это степень соответствия информации текущему моменту времени. Нередко с актуальностью, как и с полнотой, связывают коммерческую ценность информации. Поскольку информационные процессы растянуты во времени, то достоверная и адекватная, но устаревшая информация может приводить к ошибочным решениям.
Точность информации. Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т.п.
Ценность информации. Ценность информации зависит от того, насколько она важна для решения задачи, а также от того, насколько в дальнейшем она найдет применение в каких-либо видах деятельности человека.
Своевременность информации. Только своевременно полученная информация может принести ожидаемую пользу. Одинаково нежелательны как преждевременная подача информации (когда она еще не может быть усвоена), так и ее задержка.
Понятность информации. Если ценная и своевременная информация выражена непонятным образом, она может стать бесполезной. Информация становится понятной, если она выражена языком, на котором говорят те, кому предназначена эта информация.
Краткость информации. Информацию по одному и тому же вопросу можно изложить кратко (сжато, без несущественных деталей) или пространно (подробно, многословно). Краткость информации необходима в справочниках, энциклопедиях, всевозможных инструкциях.
Три аспекта изучения проблем информации:
Будучи объектом преобразования и использования, информация характеризуется следующими свойствами:
синтаксис – свойство, определяющее способ представления информации на носителе (в сигнале). Так, данная информация представлена на электронном носителе с помощью определенного шрифта. Здесь же можно рассматривать такие параметры представления информации, как стиль и цвет шрифта, его размеры, междустрочный интервал и т.д. Выделение нужных параметров как синтаксических свойств, очевидно, определяется предполагаемым способом преобразования. Например, для плохо видящего человека существенным является размер и цвет шрифта. Если предполагается вводить данный текст в компьютер через сканер, важен формат бумаги;
семантика – свойство, определяющее смысл информации как соответствие сигнала реальному миру. Так, семантика сигнала «информатика» заключается в данном ранее определении. Семантика может рассматриваться как некоторое соглашение, известное потребителю информации, о том, что означает каждый сигнал (так называемое правило интерпретации). Например, именно семантику сигналов изучает начинающий автомобилист, штудирующий правила дорожного движения, познавая дорожные знаки (в этом случае сигналами выступают сами знаки). Семантику слов (сигналов) познаёт изучающий какой-либо иностранный язык. Можно сказать, что смысл обучения информатике заключается в изучении семантики различных сигналов – суть ключевых понятий этой дисциплины;
прагматика – свойство, определяющее влияние информации на поведение потребителя. Так прагматика информации, получаемой читателем настоящего учебного пособия, заключается, по меньшей мере, в успешной сдаче экзамена по информатике. Хочется верить, что этим прагматика данного труда не ограничится, и он послужит для дальнейшего обучения и профессиональной деятельности читателя.
Следует отметить, что различные по синтаксису сигналы могут иметь одинаковую семантику. Например, сигналы «ЭВМ» и «компьютер» означают электронное устройство для преобразования информации. В этом случае обычно говорят о синонимии сигналов. С другой стороны, один сигнал (т.е., информация с одним синтаксическим свойством) может иметь разную прагматику для потребителей и разную семантику. Так, дорожный знак, известный под названием «кирпич» и имеющий вполне определенную семантику («въезд запрещен»), означает для автомобилиста запрет на въезд, а на пешехода никак не влияет. В то же время, сигнал “ключ” может иметь разную семантику: скрипичный ключ, родниковый ключ, ключ для открытия замка, ключ, используемый в информатике для кодирования сигнала с целью его защиты от несанкционированного доступа (в этом случае говорят об омонимии сигнала). Есть сигналы – антонимы, имеющие противоположную семантику. Например, «холодный» и «горячий», «быстрый» и «медленный» и т.д.
Информация передаётся в виде сообщений от некоторого источника информации к её приёмнику посредством канала связи между ними.
Источник посылает передаваемое сообщение, которое кодируется в передаваемый сигнал. Этот сигнал посылается по каналу связи, где на сигнал накладываются помехи. В результате в приёмнике появляется принимаемый сигнал, который декодируется и становится принимаемым сообщением.
Чтобы информацию более точно и экономно передать по каналам связи, ее надо соответственно закодировать. Закодированное сообщение приобретает вид сигналов-носителей информации. Они-то и идут по каналу. Выйдя на приемник, сигналы должны обрести вновь общепонятный вид.
Общая схема передачи информации
Рис. 1.3. – Схема передачи информации
Экономическая информатика и ее особенности
Экономическая информатика является одной из важнейших разновидностей информации.
Экономическая информатика – это совокупность сведений, отражающих социально-экономические процессы и служащих для управления этими процессами и коллективами людей в производственной и непроизводственной сфере.
Экономическая информатика обладает рядом особенностей:
специфичность по форме представления и отражения в виде первичных и сводных документов;
объемность. Совершенствование управления сопровождается увеличением сопутствующих потоков информации;
цикличность. Для большинства производственных процессов характерна повторяемость стадий отработки информации;
отражение результатов производственно-хозяйственной деятельности с помощью системы натуральных и стоимостных показателей;
специфичность по способам обработки. В процессе обработки преобладают арифметические и логические операции.
Различают следующие понятия:
Реквизит – информационная совокупность, неделимая далее на более мелкие смысловые единицы.
Реквизиты-признаки характеризуют качественные свойства отражаемых сущностей.
Реквизиты-основания представляют собой количественные величины, характеризующие данную сущность.
Показатель – информационная совокупность наименьшего состава, качественно определенная величина, дающая количественную характеристику отображаемому объекту (явлению, предмету, процессу).
Структурно экономическая информация состоит из показателей, представляющих собой контролируемый параметр объекта управления. В свою очередь показатели формируются из совокупности реквизитов, то есть логически неделимых элементов показателя, соотносимых с определенным свойством отображаемого объекта.
Каждый показатель состоит из одного реквизита-основания и одного или нескольких реквизитов-признаков. Реквизит-основание характеризует количественную сторону объекта и определяет значение показателя. Реквизит-признак характеризует качественную сторону объекта и определяет наименование показателя.