учебный год 2023 / Информатика-1

Информационные технологии

Александр Александрович Косовец, 841 ауд., выдают гранты, устраивают олимпиады.

Корреляция – зависимость одного явления от другого.

Определение понятия «информация».

Информация (от лат. «Informatio» –«изложение, истолкование, разъяснение») – это сведения, которые передаются от человека к человеку и осведомляют о каких-то событиях, процессах, явлениях.

Информация – «обозначение содержания, черпаемого нами из внешнего мира в процессе приспособления к нему, приведение в соответствие с ним нашего мышления» (определение Виннера).

Информация – сообщение, осведомляющее о положении дел, о состоянии чего-нибудь (по словарю Ожегова).

Шеннон (30-40-е годы) – математическая теория информации. Информация – сообщение, набор знаков, которые передаются от источника к получателю.

Шлейдер (60-80-е годы) – изучал информацию с точки зрения смыслового значения. Система должна быть достаточно сложной и иметь некоторый минимум информации.

Информация – передача разнообразия. Это оригинальность, новизна. Это вероятность выбора. Это отраженное разнообразие. Это мера сложности структур.

Это универсальная субстанция, пронизывающая все сферы человеческой деятельности, служащая проводником знаний и сведений, инструментом общения, взаимопонимания и сотрудничества, утверждения стереотипов мышления и поведения (по ЮНЕСКО).

Это не энергия и не материя (по Виннеру).

Существуют три основных подхода к изучению информации:

1. Антропоцентрический: информация отождествляется со сведениями, которые могут быть получены человеком, усвоены и преобразованы в знания (закон «Об информации, информатизации и защите информации» от 25.01.1995 – не действующий). Информация – это сведения о лицах, фактах, событиях, явлениях, независимо от формы их представления.

2. Техноцентрический : информация – данные, сообщения (закон от 27.07.2006 «Об информации, информационных технологиях и защите информации» -- действующий). Информация – сведения (сообщения, данные), независимо от формы их представления.

3. Недетерминированный: информация – фундаментальное научное понятие.

Свойства информации:

1. Информация идеальна – то, чего нет в природе, но конструируется человеком в соответствие с его интересами и потребностями.

2. Неисчерпаемость информации, неограниченное число пользователей может использовать информацию (обменялись яблоками – у нас по одному яблоку, обменялись идеями – у нас по две идеи).

3. Неуничтожаемость информации.

Качественная характеристика информации:

1. Адекватность информации – степень соответствия информации, которую получает потребитель тому, что вложил в нее отправитель.

2. Достоверность информации – соответствие информации объективному состоянию дел, объективной реальности.

3. Полнота информации – количество информации, достаточное для принятия решений.

4. Избыточность информации

5. Объективность и субъективность информации

6. Доступность информации – возможность получить определенную информацию.

7. Актуальность информации – это степень соответствия информации текущему моменту времени.

8. Эргономичность – удобство для восприятия.

Данные – определенным образом зарегистрированные знания на определенных носителях.

Обработка данных.

Неуклонно растет количество данных, обрабатываемых человечеством в процессе своей деятельности. Наиболее распространенные операции над данными:

1. Сбор данных – накопление достаточного кол-ва данных, которые могут обеспечить принятие правильных решений.

2. Формализация данных – приведение данных, поступающих из разных источников к одинаковой форме, чтобы можно было их сопоставить между собой, совместно обрабатывать.

3. Фильтрация данных – отсеивание ненужных данных.

4. Сортировка данных – упорядочение данных по известному, заданному признаку.

5. Группировка данных – объединение данных по некоторому признаку.

6. Архивация данных – организация, хранение данных в легко доступной форме.

7. Защита данных – комплекс мер против утраты, утечки данных.

8. Транспортировка данных – прием, передача данных между различными участниками информационного процесса.

9. Преобразование данных – связано с изменением типа носителя. При транспортировке данных многократно происходит их преобразование.

Алгоритм – строгая и четкая конечная система правил, которая определяет последовательность действий над некоторыми объектами, и после конечного числа шагов приводит к достижению поставленной цели.

Лейбниц в XVII веке пытался составить алгоритм решения любых математических задач. Объектом алгоритма по интуитивному определению может быть что угодно: люди, машины и т.д. – в этом состоит его проблема. Есть некоторые буквы, набор таких знаков называется алфавитом. Буквами могут быть любые знаки. В алфавите должно быть конечное число букв.

Алгоритм – четкая конечная система правил для преобразования слов определенного алфавита в слова из того же алфавита за конечное число действий, шагов. Такое слово называется выходным. Алгоритм может быть применим не ко всем входным словам, доступные слова – область применения. Самый главный вопрос – не потеряли ли мы общность, когда сузили объекты? Полного доказательства нет. Любой алфавит можно заменить другим, такая замена называется кодированием. Нам достаточно алфавита, состоящего из двух букв, чтобы закодировать любой другой (например, точка-тире, в азбуке Морзе есть еще и третий символ – пробел, чтобы можно было однозначно раскодировать, иначе многие сообщения будут недоступны для обратного преобразования). Для кодирования считается, что способ обратного преобразования общедоступен, в отличие от шифрования.

Тьюринг предложил некоторое устройство в виде бесконечной ленты, которая разбита на ячейки, в каждой ячейке – один символ алфавита. Это абстрактная машина, которая преобразует слова одного алфавита в слова того же алфавита. Если нельзя построить такую машину, то доказывается алгоритмическая нерешимость, если можно, то доказывается решимость алгоритма, задачи. Асимптота – бесконечное приближение к постоянно удаляющейся цели. Любую графическую информацию можно закодировать с помощью двух символов (1-0).

Абак – прототип счетов.

Механические приспособления для реализации вычислительных операций.

1623 – суммирующие часы

1642 – суммирующая машина Б. Паскаля

1673 – Лейбниц придумал первый механический калькулятор (умножение - деление, которые сводились к многократному сложению-вычитанию)

Бэббидж – аналитическая машина, разделение информации на команды и данные. Вводились с помощью перфокарт.

Описание принципов фон Неймана (1941-1943 гг.) – вложил аналитическую схему, которая применяется сейчас во всех вычислительных машинах. Делалось это для атомной бомбы – нужен был мощный вычислитель. Сначала использовались электронно-механические реле, потом стали применятся лампы. Такие машины впоследствии стали именоваться ЭВМ.

Принципы фон Неймана:

1. Принцип произвольного доступа к ячейкам памяти – в любой момент машина имеет доступ к любой ячейке памяти, эти ячейки пронумерованы числами – адресами.

2. Принцип хранимой программы – хранить программу там же, где хранятся данные. Это сделало машину фон Неймана универсальной.

Любая программа – последовательность машинных операций. Процессор выбирает команду, которую необходимо выполнить, выбирает средства, необходимые для выполнения, выполняет, и результат забрасывается обратно в память. Чтобы информация попала в память, необходимы устройства ввода. Кроме того есть внешняя память, которая дешевле, но обладает большим объемом информации.