Введение

Одним из направлений совершенствования управления экономикой является разработка и внедрение современных технологий обработки информации. Умение правильно использовать компьютерные технологии в своей профессиональной работе является показателем квалификации специалиста, бизнесмена, инженера, экономиста, журналиста.

Информатика – это наука, изучающая формы и методы сбора, хранения, обработки, накопления и передачи информации, включая решение проблем, связанных с эффективным использованием информационных ресурсов общества. Информатика тесно связана с другими науками и отраслями национальной экономики, поскольку изучает информационные процессы в сообществе людей и в иных сферах деятельности.

Таким образом, к задачам информатикиотносят исследование информационных процессов любой природы, создание новых образцов информационной техники и новейших технологий переработки информации, решение научных и инженерных проблем создания, внедрения и обеспечения эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах жизнедеятельности.

Цель курса информатики - помочь овладеть основами компьютерной грамотности, способствовать развитию логического мышления, познакомиться с аппаратными и программными (системными и прикладными) средствами компьютера, постичь основы алгоритмизации и программирования.

Пособие составлено в соответствии с требованиями образовательных стандартов по экономическим специальностям и охватывает практически все базовые вопросы информатики.

Раздел 1. Теоретические основы информатики

Тема 1. Экономическая информация и ее свойства

Информация - это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, о свойствах и состоянии, которые уменьшают степень неопределенности и неполноты знаний, имеющуюся о них. Информация неотделима от процесса информирования, поэтому имеется источник и, соответственно, потребитель информации.

Выделяют три фазы существования информации: ассимилированная информация - представление сообщений в сознании человека, наложенное на систему его понятий и оценок; документированная информация - сведения, зафиксированные в знаковой системе на каком-то физическом носителе; передаваемая и обрабатываемая информация - сведения, рассматриваемые в момент передачи от источника к приемнику или их обработки.

При передаче или обработке информации смысловые свойства сообщений отступают на второй план, поэтому понятие "информация" заменяется на более общее понятие «данные» - набор утверждений, фактов и (или) цифр, лексически и синтаксически взаимосвязанных между собой.¹

В том случае, когда эти данные используются для сокращения неопределенности, они становятся информацией. Поэтому можно утверждать, что информацией являются используемые данные. Например, напишем на листе десять незнакомых номеров телефонов. Это – данные, которые не представляют никаких сведений. Проставим напротив каждого номера телефона название фирмы и роль ее деятельности – данные превращаются в информацию.

Знания связаны с данными, основываются на них. Они представляют результат мыслительной деятельности человека, обобщают его опыт, полученный в ходе практической деятельности, получаются эмпирическим путем. Знания – это выявленные закономерности предметной области (принципы, связи, законы), позволяющие решать задачи в этой области. Знания – это хорошо структурированные данные, или данные о данных (метаданные).

Знания в сознании человека являются результатом мышления. Материальными носителями знаний являются учебники, методические разработки и пр. В ЭВМ знания представлены в виде баз знаний.

При обработке на ЭВМ знания трансформируются аналогично данным. Возникает понятие поля знаний – условное описание основных объектов предметной области и их атрибутов, а также связывающих их закономерностей.

Качество информации Деятельность людей основывается на информации, которую можно определить как сведения об окружающем мире (объектах, процессах или явлениях), уменьшающих имеющуюся степень неопределённости или неполноты знаний о них. Отсутствие информации называют информационной потребностью – осознанное понимание различия между индивидуальным знанием об объектах и знанием, накопленным о них обществом.

К основным потребительским свойствам информации, характеризующим ее качество, относят:

содержательность (ценность) – мера расширения тезауруса² воспринимаемой стороной при приёме и интерпретации сообщения, степень снижения состояния неопределённости об объектах, процессах или явлениях;

репрезентативность – правильность отбора и формирования информации в целях адекватного отражения свойств объекта;

достоверность (точность) - информация достоверна, если она не искажает истинного положения дел, или точна, если близка к реальному объекту, явлению, процессу;

полноту (достаточность) – информация полная, если её достаточно для принятия решений;

ясность (понятность или доступность) – информация выражена языком, на котором говорят те, кому она предназначена, а представлена в удобной для восприятия пользователем форме;

адекватность (актуальность) - уровень соответствия образа, создаваемого с помощью информации, реальному объекту, процессу или явлению.

Для измерения информации можно использовать: количество информации H и объем данных Q.

Объем данных Q в сообщении измеряется количеством символов (разрядов) в этом сообщении.

Единицы измерения объема информации:

1 бит = 0 или 1

1 байт = 8 бит

1 Кбайт (килобайт) = 1024 байта

1 Мбайт (мегабайт) = 1024 Кбайта

1 Гбайт (гигабайт) = 1024 Мбайта

1 Тбайт (терабайт) = 1024 Гбайта.

В ЭВМ один символ представляется одним байтом.

Количество информации связано с изменением степени неосведомленности получателя о состоянии изучаемой системы. Из теории информации известно, что мерой степени неопределенности состояния физической системы может служить показатель энтропии: H = -  p_i log₂ p_i ³, где p_i – вероятности состояния рассматриваемой системы.

Информативность сообщения может быть определена коэффициентом - отношение количества информации к объему данных: K_инф = H/Q.

Оценка эффективности информационных ресурсов может быть выполнена с помощью показателя информационного потенциала P, который рассматривается как мера влияния какого-либо ресурса на реализацию определённой цели: P = - q log₂ (1-p), где p - вероятность достижения заданной цели при использовании определённого ресурса (информации) с вероятностью q.

Экономическая информация – это совокупность сведений, отражающих социально-экономические процессы и обеспечивающих управление этими процессами. Экономическая информация сопровождает процессы производства, распределения, обмена и потребления материальных благ и услуг.

В общем случае информацию характеризует:

бесконечная тиражируемость - сохранение при любом числе продаж;

практическая неуничтожаемость;

возможность наложения различных ограничений не только по использованию, но и вторичному тиражированию, однако сложность идентификации соблюдения авторских прав или прав поставщика;

множественность дублирующих объектов, т.к. информация может по-разному отражать одну и ту же реальность, например, на торги может быть предложено несколько вариантов информации об открытом месторождении;

полезность косвенной информации;

обесцениваемость в результате пробного использования, т.к. ознакомившись с данными и убедившись в их ненужности, мы вправе отклонить предложение о покупке, однако заставить себя забыть или не использовать сведения из числа предложенных практически уже невозможно;

непредсказуемость котировки - если изделия могут котироваться с некоторой ограниченной динамикой, то информация (но не технология) может мгновенно упасть в цене до нулевого уровня;

возможная взаимная антагонистичность - предложение на рынке одной информации может сделать абсолютно неактуальной другую;

неопределенность некоторых или всех потребительских свойств;

предельно легкая транспортируемость и возможность избежать транспортных (в данном случае коммуникационных) повреждений;

физическая неснашиваемость, означающая наличие только морального старения или потерю актуальности в определенный момент времени;

мгновенность передачи потребителю сведений и возможность получить подтверждение в ничтожно малый промежуток времени;

многоаспектность потребительских, в т.ч. эксплуатационных свойств;

низкая идентифицируемость поставщика (источника) сведений;

возможность сохранения конфиденциональности в отношении как продавца, так и покупателя данных и технологии, а также самого факта продажи.

Экономическая информация обладает следующими особенностями:

она дискретна, характеризует состояние объекта или процесса либо на определенный момент времени, либо за определенный интервал времени;

представляется преимущественно в цифровой форме;

имеет большим объемом переменных и условно-постоянных данных;

обычно имеет определенные сроки своего представления;

возможно ее преобразование и агрегирование по некоторым признакам;

Экономическую информацию классифицируют следующим образом.

По месту возникновения информация делится на входную, выходную, внутреннюю и внешнюю. Входная – это информация, поступающая в фирму или ее подразделения. Выходная – это информация, поступающая из фирмы в другую фирму. Внутренняя информация возникает внутри объекта, а внешняя за его пределами.

По стадии обработки информация может быть первичной, вторичной, промежуточной, результатной. Первичная информация - это информация, которая возникает непосредственно в процессе деятельности объекта и регистрируется на начальной стадии. Вторичная информация – это информация, которая получается в результате обработки первичной информации и может быть промежуточной и результатной. Промежуточная информация используется в качестве исходных данных для последующих расчетов. Результатная информация получается в процессе обработки первичной и промежуточной информации и используется для выработки управленческих решений.

По способу отображения информация подразделяется на текстовую и графическую.

По признаку стабильности информация может быть переменной (текущей) и постоянной (условно-постоянной).

По функциям управления выделяют информацию: плановую, нормативно-справочную, учетную, оперативную. Плановая – это информация о параметрах объекта управления на будущий период. Нормативно–справочная информация содержит различные нормативные и справочные данные. Учетная информация характеризует деятельность фирмы за прошлый период времени. Оперативная информация характеризует процессы в текущий период.

По признаку насыщенности информация подразделяется на недостаточную, достаточную, избыточную, полезную и бесполезную.

С точки зрения влияния на объект управления выделяют активную и пассивную информацию.

Лекция №2

Структуру экономической информации (или ее строение) определяют следующие единицы информации: атрибут, показатель, документ, массив и поток информации.

Атрибут – это минимальная структурная единица информации. Это информационная совокупность, которую нельзя разделить на более мелкие составные элементы. Синонимами слова атрибут являются элемент и реквизит.

Атрибуты бывают двух видов: атрибуты-признаки и атрибуты-основания. Атрибуты-признаки характеризуют качественные свойства сущностей. Атрибуты-основания характеризуют количественные свойства сущностей.

Составная единица информации (СЕИ) образуется из атрибутов и самих составных единиц информации.

Показателем является некий элементарный осмысленный фрагмент документа. Показатель включает один атрибут-основание и один или более атрибут-признак. Показатель является разновидностью СЕИ и схематично может быть представлен как П. (Р₁, Р₂, ..., Р_k, Q), где Р₁, Р₂, ..., Р_k - атрибуты-признаки; Q - атрибут-основание.

Таким образом, в показателях отражаются количественные свойства объектов и процессов. Но не вся экономическая информация может быть представлена в форме показателей. Не содержит, например, атрибутов-оснований анкета кадрового учета, сведения о структуре подразделений и тому подобное.

Минимальный состав показателя должен содержать атрибуты, идентифицирующие объект, характеризующие функцию управления, отображающие признак времени, а также атрибуты, отображающие количественное свойство объекта или взаимодействия.

Документ – это совокупность экономических показателей. Это информационная совокупность более высокого уровня.

Массив информации – это совокупность информации, содержащейся в различных однородных документах.

Поток – это совокупность массивов, относящихся к одной функции управления.

Информационная система объекта – это совокупность потоков, характеризующих управленческую работу в целом.

Подсчитать ресурсы информационной системы можно путем ее оценки в виде атрибутов, показателей, документов, массивов, потоков. Атрибут может быть измерен в символах, битах, байтах и других единицах информации.

Классификация – это система распределения объектов (явлений, процессов, понятий) по классам в соответствии с определенными признаками.

Система классификации позволяет сгруппировать объекты и выделить определенные классы, которые будут характеризоваться рядом общих свойств. Классификатор – это систематизированный свод наименований и кодов классификационных группировок.

Методы классификации экономической информации

Иерархическая система классификации строится следующим образом. Исходное множество элементов составляет нулевой уровень классификации и делится, в зависимости от выбранного классификационного признака, на классы (группы), которые образуют первый уровень классификации. Каждый класс первого уровня в соответствии со своим классификационным признаком делится на подклассы, которые образуют второй уровень классификации и т.д.

Достоинства иерархической системы классификации состоят в простоте построения и в использовании независимых классификационных признаков в различных ветвях иерархической структуры. Недостаток – в жесткой структуре построения, которая приводит к сложности внесений изменений.

Фасетная система классификации, в отличие от иерархической, позволяет выбирать признаки классификации независимо как друг от друга, так и от семантического содержания классифицируемого объекта. Признаки классификации называются фасетами (рамками). Каждый фасет содержит совокупность однородных значений данного классификационного признака.

Достоинства фасетной системы классификации состоят в возможности использования большого числа признаков классификации и в простоте модификации всей системы. Недостатком фасетной системы является сложность ее построения.

Дескрипторная (описательная) система классификации предусматривает создание словаря дескрипторов, т.е. ключевых слов и словосочетаний.

Между дескрипторами устанавливаются разные типы связей:

- синонимические, указывающие на некоторую совокупность ключевых слов как синонимов (студент – учащийся – обучаемый);

- родовидовые, отражающие включение некоторого класса объектов в более представительный класс (университет – факультет – кафедра);

- ассоциативные, соединяющие дескрипторы, обладающие общими свойствами (студент – экзамен – профессор – аудитория).

Система кодирования – это совокупность правил построения кодовых обозначений объектов. Целью кодирования является представление информации в более компактной цифровой форме. Основу для кодирования составляют результаты классификации. Условное обозначение, присвоенное конкретному объекту номенклатуры, называется кодом. Код строится на базе алфавита, состоящего из букв, цифр и других символов. Код характеризуется: длиной – числом позиций в коде и структурой – порядком расположения в коде символов, используемых для обозначения классификационного признака.

Например, в общероссийском классификаторе продукции код продукции содержит 6 цифровых знаков и 1 знак – контрольное число. Продукция делится на классы (ХХ 00000), внутри класса – на подклассы (ХХ Х000), внутри подкласса – на группы (ХХ ХХ), внутри группы – на подгруппы (ХХ ХХХ), внутри подгрупп – на виды продукции (ХХ ХХХХ).

К построению кодов предъявляются следующие требования:

- коды должны идентифицировать каждый объект и одновременно содержать всю необходимую информацию об объектах;

- коды должны обеспечить группировку и получение итогов нужных степеней по классификационному признаку;

- коды должны быть едиными для всех подразделений, стабильными и для каждой номенклатуры иметь одинаковую длину;

- системы кодирования должны обеспечить резерв кодовых обозначений для включения в номенклатуру новых позиций без нарушения ее структуры.

Система кодирования может носить самостоятельный характер или быть основанной на предварительной классификации. Различают регистрационную и классификационную системы кодирования.

Регистрационная система кодирования не требует предварительной классификации объектов и реализуется порядковым или серийно-порядковым кодированием. При порядковом кодировании осуществляется присвоение кода в виде порядкового номера каждому кодируемому элементу. При серийно-порядковом кодировании на каждую группу позиций номенклатуры выделяется определенная серия номеров.

Классификационная система кодирования ориентирована на классификацию либо на основе иерархической системы (последовательное кодирование), либо на основе фасетной системы (параллельное кодирование). При последовательном кодировании каждому признаку классификации отводится определенное число разрядов. Например, ХХ – цех, Х – участок, код 021 обозначает 1 участок 02 цеха. При параллельном кодировании каждому фасету (независимому признаку) ставится свой блок, состоящий из определенного количества разрядов. Например, кодовое обозначение ХХ ХХ Х состоит из следующих признаков: табельный номер, стаж, разряд. При этом каждый фасет может кодироваться по порядковой или серийно-порядковой системе

Для кодирования больших многопризначных номенклатур может использоваться комбинированная система кодирования, состоящая из рассмотренных выше систем.

Система счисления это способ наименования и изображения чисел с помощью символов, имеющих определенные количественные значения. Информация в ЭВМ кодируется в двоичной или двоично-десятичной системе счисления. В зависимости от способа изображения чисел системы счисления делятся на позиционные и непозиционные. В позиционной системе счисления количественное значение каждой цифры зависит от ее места (позиции) в числе. В непозиционной системе счисления цифры не меняют своего количественного значения при их расположении в числе (например, римская система счисления).

Количество различных цифр (P), используемых для изображения числа в позиционной системе счисления, называется основанием системы счисления. Значения цифр лежат в пределах от 0 до P-1. В общем случае запись любого смешанного числа в системе счисления с основанием P будет представлять собой ряд вида: a_m-1p^m-1 + a_m-2p^m-2+ ….. +a₁p¹+a₀p⁰+a_-1p^-1+ …..a_-sp^-s , где нижние индексы определяют местоположение цифры в числе (разряд).

Максимальное число, которое может быть представлено в m разрядах выражается формулой N_max = p^m – 1.

Минимальное значащее (не равное 0) число, которое можно записать в S-разрядах дробной части выражается формулой N_min= p^-s

Всего можно записать p^m+s разрядов чисел.

Десятичная система счисления имеет основание системы "10". Используемые символы: 0-9. Любое число представляется как сумма степеней по основанию "10" с коэффициентами. Показатели степеней меняются от 0 до n. Коэффициенты изменяются от 0 до 9.Совокупность коэффициентов при степенях и образует соответствующие десятичные числа.

Например, десятичное число 1357 можно представить следующим образом: 1357₍₁₀₎=1*10³+3*10²+5*10¹+7*10⁰

Двоичная система счисления имеет основание системы "2". Используемые символы: 0 и 1. Любое число в двоичной системе представляется как сумма степеней по основанию "2" с коэффициентами. Показатели степеней изменяются от 0 до n. Коэффициенты могут принимать значения только 0 и 1. Совокупность коэффициентов при степенях и определяет соответственно двоичное число. Например: 10111₍₂₎=1*2⁴ + 0*2³ + 1*2² + 1*2¹ + 1*2⁰, 10111₍₂₎=23₍₁₀₎

Восьмеричная система счисления имеет основание системы "8". Используемые символы: 0-7. Любое число в восьмеричной системе представляется как сумма степеней по основанию "8" с коэффициентами. Показатели степеней изменяются от 0 до n, а Коэффициенты от 0 до 7. Совокупность коэффициентов при степенях и определяет соответствующее восьмеричное число.

Например: 573₍₈₎=5*8²+7*8¹+3*8⁰, 573₍₈₎=379₍₁₀₎

Шестнадцатеричная система счисления имеет основание системы "16". Используемые символы: 0-9, A(10), B(11), C(12), D(13), E(14),F(15). Любое число в шестнадцатеричной системе представляется как сумма степеней по основанию"16" с коэффициентами. Показатели степени изменяются от 0 до n, коэффициенты изменяются от 0 до F(15). Совокупность коэффициентов при степенях и образует соответствующие шестнадцатеричные числа.

Например: 9D1₍₁₆₎=9*16²+D*16¹+1*16⁰. 9D1₍₁₆₎=2513₍₁₀₎

При переходе от десятичной системы счисления к двоичной, восьмеричной и шестнадцатеричной используется для целой части числа метод последовательного деления на число, равное основанию этой системы счисления, а для дробной части числа - метод последовательного умножения на число, равное основанию новой системы счисления.

Чтобы перейти из двоичной в шестнадцатеричную систему счисления, нужно разбить двоичное число на тетрады (группы цифр по 4 в каждой) и заменить каждую тетраду шестнадцатеричной цифрой. Тетрады формируются для целой части числа влево от запятой, для дробной - вправо от запятой.

Таблица перевода чисел

0 - 0000 4 - 0100 8 - 1000 C - 1100

1 - 0001 5 - 0101 9 - 1001 D - 1101

2 - 0010 6 - 0110 A - 1010 E - 1110

3 - 0011 7 - 0111 B - 1011 F - 1111

Например: Перевести шестнадцатеричное число D,9₍₁₆₎ в двоичное число.

Результат - D,9₍₁₆₎. = 1101,1001₍₂₎

В ЭВМ применяются две формы представления чисел:

- естественная форма или форма с фиксированной запятой (точкой);

- нормальная форма или форма с плавающей точкой.

С фиксированной запятой (точкой) все числа изображаются в виде последовательности цифр с постоянным для всех цифр положением запятой (точкой), отделяющей целую часть от дробной. Эта форма наиболее проста, естественна, но имеет небольшой диапазон представления чисел.

С плавающей запятой (точкой) каждое число изображается в виде двух групп цифр. Первая группа называется мантиссой, вторая – порядком, причем абсолютная величина мантиссы должна быть меньше 1, а порядок – целым числом. В общем виде число в форме с плавающей точкой может быть представлено следующим образом:

N=± M·P ^{± r}, где

M – мантисса числа, (| M | < 1);

r – порядок числа;

P – основание системы счисления.

Например: +0.72·10³; -0.103·10⁵;

Нормальная форма представления имеет огромный диапазон отображения чисел и является основой в современных ЭВМ. Вся информация в ЭВМ (данные) представлена в виде двоичных кодов.

Последовательность нескольких битов или байтов часто называют полем данных. Биты нумеруются справа налево, начиная с 0-го разряда. В компьютере могут обрабатываться поля переменной и постоянной длины.

Размеры поля постоянной длины: слово – 2 байта; полуслово – 1 байт; двойное слово – 4 байта; расширенное слово – 8 байт; слово длиной 10 байт.

Числа с фиксированной запятой, чаще всего, имеют формат слова и полуслова, числа с плавающей запятой – формат двойного и расширенного слова.

Поля переменной длины могут иметь любой размер от 0 до 256 байт, но обязательно равный целому числу байтов. Двоично-кодированные числа в компьютере могут быть представлены полями переменной длины в так называемом упакованном и распакованном формате. Для кодирования чисел используют кодовые таблицы, основной из которых является таблица ASСII-кодов (американский стандарт – American Standard Code for Information Interchange для обмена кодов). В ней каждый символ представлен десятичным числом от 0 до 256. Аналогом отечественной таблицы служит таблица КОИ-8.

Биты и байты используются для измерения «емкости» памяти и для измерения скорости передачи двоичной информации. Скорость передачи измеряется количеством передаваемых байтов в секунду – бод.

Для анализа и синтеза схем ЭВМ, при алгоритмизации и программировании различных задач используется математический аппарат алгебры логики.

В алгебре логики значения всех элементов определены в двухэлементном множестве: 0 и 1. Наименьшим элементом является 0, наибольшим – 1.

Алгебра логики оперирует с высказываниями. Высказывание – это любое предложение, в отношении которого имеет смысл утверждение об его истинности или ложности и при этом удовлетворяет закону исключения третьего, т. е. каждое высказывание или истинно или ложно и не может быть одновременно и истинным, и ложным.

Простейшими операциями в алгебре логики являются операции:

- логическое сложение (ИЛИ, дизъюнкция), обозначают + или V;

- логическое умножение (И, конъюнкция), обозначают *, & или Λ;

- отрицание (НЕ, инверсия), обозначается чертой над элементом или .

Приняты следующие изображения логических блоков (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1.

Операции конъюнкции и дизъюнкции выполняются по следующим правилам:

0+0=0 1+0=1 0*0=0 1*0=0

0+1=1 1+1=1 0*1=0 1*1=1

Лекция №3