4.Информатика как наука. Информация, ее виды и свойства

Информатика — наука о способах получения, накопления, хранения, преобразования, передачи и использования информации.Информация – это сведения, знания, сообщения, которые человек воспринимает из внешнего мира через органы чувств.Виды:графическая или изобразительная,звуковая,текстовая,числовая,видеоинформация. С точки зрения информатики наиболее важными представляются следующие общие качественные свойства: объективность, достоверность, полнота, точность, актуальность, полезность, ценность, своевременность, понятность, доступность, краткость и пр.

Действия, выполняемые с информацией, называются информационными процессами.Человек получает информацию об окружающем мире с помощью органов чувств:визуальную – с помощью зрения;звуковую– с помощью слуха; обонятельную – с помощью обоняния;вкусовую – с помощью вкуса;тактильную – с помощью осязания.

5.Язык логики и его место в курсе информатики.

Логика – наука изучающая, методы установления истинности или ложности одних высказываний на основе истинности или ложности других высказываний.

Основы логики заложены древнегреческим ученым Аристотелем в IV в. д.н.э.

Дж. Буль, О. де Морган, переведя все прежние достижения логики на точный математический язык, создали математическую логику.

Логика относится к числу дисциплин образующих математический фундамент информатики. Знакомство учащихся с элементами логики происходит

1. в процедурном программировании, в базах данных и электронных таблиц;

2. в логическом программировании;

3. при изучении архитектуры компьютера.

Основой внутреннего языка компьютера является язык логики, булева алгебра. Это связано с двумя обстоятельствами: во-первых, внутренний язык компьютера и язык логики используют двоичный алфавит (0 и 1); во-вторых, все команды языка процессора реализуются через три логические операции: И, ИЛИ, НЕ.

Логические величины и логические выражения используются в языках программирования процедурного типа, в базах данных и электронных таблицах. Использование в программах величин логического типа позволяет эффективно решать, сложные логические задачи, «головоломки».

В школе изучается язык логического программирования Пролог с целью развить логическое мышление учащихся. В отличие от процедурных языков программирования, которые описывают действия, логические языки программирования описывают данные и логику их обработки. Изучение Пролога ориентировано на углубленное изучение информатики.

Основные понятия математической логики.

Основные понятия математической логики вводятся в следующей методической последовательности: высказывание, логическая величина (константа, переменная), логические операции, логические выражения.

Высказывание – это повествовательное предложение, в котором что-либо утверждается или отрицается. По поводу любого высказывания можно сказать истинно оно или ложно.

Логические величины – понятия выражаемые словами: ИСТИНА, ЛОЖЬ. Следовательно, истинность высказываний выражается через логические величины.

Логическая константа: ИСТИНА или ЛОЖЬ.

Логические переменные могут принимать значения только ИСТИНА или ЛОЖЬ.

Логическое выражение – это простое высказывание или сложное высказывание. Сложное высказывание строится с помощью простых при помощи логических операций.

В информатике обычно использую эти три логические операции.

Конъюнкция (логическое умножение). В русском языке она выражается союзом И. В математической логике используются знаки ^, &. Это двуместная операция записывается в виде А^B. Значение такого выражение будет ЛОЖЬ, если значение хотя бы одного из операндов ложно.

Дизъюнкция (логическое сложение). В русском языке она выражается союзом ИЛИ. В математической логике используются знаки V. Это двуместная операция, записываемая в виде AVB. Значение такого выражения будет ИСТИНА, если значение хотя бы одного из операндов истинно.

Отрицание. В русском языке этой операции соответствует частица НЕ. Это одноместная операция, записываемая в виде ùА.

Логическое выражение (логическая формула) содержит логические величины и знаки логических операций. Результатом вычисления логического выражения является ИСТИНА или ЛОЖЬ.

Математическая логика и базы данных.

При изучении базового курса информатики ученики впервые встречаются с элементами математической логикой в базах данных. В реляционных базах данных логическими величинами являются поля логического типа. Логический тип используется наряду с другими типами полей, а учащиеся должны научиться выделять его.

Первое понятие логической величины можно дать как ответ на альтернативный вопрос. Например: «Имеется ли данная книга в библиотеке?» или «На улице идет дождь». Ответами на такие вопросы могут быть да или нет. Синонимами являются «истина», «ложь». Если поле таблицы принимает только такие значения, то ему назначается логический тип.

Логические выражения используются в запросах к базам данных в качестве условий поиска. Применительно к базам данных определение логического выражения можно перефразировать так: логическое выражение – это некоторое высказывание по поводу значения полей базы данных. Это высказывание по отношению к разным записям может быть истинным или ложным.

В простых логических выражениях всегда используется лишь одно поле таблицы и не применяются логические операции. В сложных логических выражениях используются логические операции. Простое логическое выражение представляет собой либо поле логического типа, либо отношение.

Основная проблема научить учеников формальному представлению условий поиска в виде логических выражений. Например, от фразы «найти все книги, лежащие выше пятой полки» перейти к логическому выражению: ПОЛКА>5.

Особое внимание надо обратить на использование полей логического типа в условиях поиска. Обычно к ним не применяются отношения. Логическое поле само несет логическое значение: «истина» или «ложь». Например, условие «выбрать всех, учеников, посещающих танцы» представляется одним именем логического поля ТАНЦЫ.

Сложные логические выражения содержат логические операции. При объяснении логических операций надо отталкиваться от семантического смысла высказываний на русском языке, содержащих союзы И, ИЛИ, частицу НЕ. Например, высказывание: «Сегодня будет контрольная по алгебре И по физике» справедливо, если состоятся обе контрольные и ложно, если хотя бы одна не состоится. На подобных примерах учитель объясняет правила выполнения логических операций.

При переходе к составлению условий поиска в базах данных ученики нередко попадают в «ловушки естественного смысла».

Математическая логика в электронных таблицах.

Следующая встреча учеников с математической логикой в базовом курсе информатики происходи при изучении электронных таблиц (ЭТ). Язык электронных таблиц можно интерпретировать как своеобразный табличный язык программирования для вычислительных задач. Причем реализуемые на ЭТ вычислительные алгоритмы могут иметь не только линейную структуру, но и ветвящуюся и даже циклическую. Ветвления в ЭТ реализуются через условную функцию.

Если в ячейку заносится условная функция, то на экране отображается результат ее вычисления, т.е. то или иное значение в зависимости от условия, заданного логическим выражением.

Обычно условная функция имеет такую структуру:

IF (условие, действие1, действие2).

Здесь условие - логическое выражение. Если условие истинно, то выполняется действие1, иначе – действие2.

Особенность логических выражений для электронных таблиц заключается в том, что логические операции используются как функции: сначала записывается имя логической операции: И, ИЛИ, НЕ (AND, OR, NOT), а затем в круглых скобках перечисляются операнды.

Математическая логика и языки программирования.

В большинстве современных процедурных языков программирования высокого уровня имеется логический тип данных, реализованы основные логические операции. Логические выражения используются в условных операторах, реализующих алгоритмическую структуру ветвления. Использование этих средств позволяет решать на ЭВМ сложные логические задачи. В программах решения задач с математическим содержанием логические выражения чаще всего применяются для описания систем неравенств. Решая такие задачи, ученики, прежде всего, должны проявить знания математики, а затем уже – умение переложить математические отношения на язык логики. И оформить решение задачи на языке программирования.