1 Билет.

Понятие информатики, информации, кодирования информации.

Информатика - наука о методах и способах сбора, накопления, хранения, обработки, передачи и использования информации. Информатика включает в себя вопросы анализа и моделирования взаимодействий структур объектов в различных областях науки, техники и производства.

Анализ моделирования осуществляется с помощью таких формализованных средств как: структуры данных языки программирования, логические формулы

Информация - понятие фундаментальное, основополагающее, однако следует различать:

1) Формальное представление, изображение информации, её внешняя форма.

2)Абстрактное содержание, семантику информации.

3) Связь информации с реальным миром.

Под информацией мы принимаем её семантику, для машинного представления существуют различные способы такие как звук, речь, графическое, и текстовое представление.

Интерпретируя представление информации мы получаем её абстрактное значение.

Для передачи информации, для отмены информации, необходимо иметь согласованное понимание представления и значения информации.

Понимание информации - это субъективный процесс, поэтому в информатике представление и интерпретацию отождествляют с некоторыми математическими структурами, которые позволяют использовать математические методы для обработки информации.

В приложениях информатики может быть рассмотрено точно описанное множество представлений информации R с интерпретацией I в множестве элементов информации А.

Интерпретация I данному представлению сообщения r ставит в соответствие некоторое абстрактное информационное содержание I(r). Таким образом, интерпретации соответствует отображение I: R->A. Информационную систему можно обозначить тройкой (A,R,I)

Система представления R должна быть конечной.

Информация в её абстрактном смысле может быть никак не представлена. Понятие числа в математике никак не зависит от способа его представления, но способы представления существуют различные с точки зрения удобства реализации процесса обработки.

Если в информационной системе (A,R,I) два изображения r1 и r2 представляют одну и ту же абстрактную информацию ( I(r1) = I(r2) ) - они называются семантически эквивалентными.

Простейшей информационной системой, которая является фундаментальной и в информатике и в математике является логика высказываний.

Высказывание - это языковое обращение в отношении которого можно говорить о его правдивости (True) или ложности (False).

Не все может быть высказыванием: "Высказывание этого предложения является ложным" - парадокс, так как говорит само о себе.

Логика высказываний - ограниченная система, формальный язык в котором в качестве высказываний могут использоваться только определенные языковые формы, образования - формулы.

Константные высказывания: Истина - "TRUE", ложь - "FALSE".

Логические операции: "Не","И","Или" - Not, And, Or, позволяют строить сложные логические высказывания и логика высказывания - алгебра логики позволяет строить доказательно правильные программы.

Кодирование информации

Информация воспринимаемая человеком с помощью органов чувств, приборов может быть представлена функцией y=F(x,t) где: t - время, x- точка, в которой измеряется некоторое поле, у - значение величины поля.

Скалярные величины x,t,y могут принимать непрерывный ряд значений, описываемый с помощью вещественных чисел, а непрерывный так как измерять информацию можно в сколь угодно близких точках и в любом промежутке времени.

Такая информация называется "непрерывной" или "аналоговой".

Если установить некоторый шаг изменения величин x,t при определении поля y, получают так называемое дискретное представление информации.

Дискретную информацию называют универсальной, так как любую непрерывную информацию можно аппроксимировать дискретной с любой заданной степенью точности.

Дискретная информация отождествляется с цифровой, а цифровая информация - это частный случай алфавитного представления.

Алфавит ( абстрактный алфавит) - конечный набор символов любой природы.

Например 10чные цифры от 0 до 9 вместе с запятой могут представлять собой 11символьный алфавит с помощью которого можно изобразить целые и действительные числа, а в информатике приходится представлять символы одного алфавита с помощью символов другого алфавита и такое преобразование называется кодированием информации.

Кодирование информации - это просто, если символов кодирующего алфавита больше чем символов кодируемого.

Сложнее, если кодируемый алфавит больше кодирующего. В этом случае для однозначного кодирования необходимо использовать фиксированное количество символов кодирующего для каждого символа кодируемого.

Простейший абстрактный алфавит состоит из двух символов и называется двоичным.

Величину которая может принимать только два значения 0 и 1 называют минимальной единицей информации - Бит. Как самый простой двоичный алфавит используется в вычислительной технике, а для кодирования алфавита которым пользуется человек используется последовательность символов двоичного алфавита.

Последовательностями из n-двоичных цифр можно закодировать символов.

Последовательность из 8 бит назвали именем Байт, а алфавит из таких последовательностей (256 символов) - байтовый алфавит.

Сегодня в информатике популярный стандартный код обмена информацией алфавит ASCII

Каждому символу относится один байт.

Unicode - Каждому символу относится два байта. позволяет закодировать 65536 символов.

Международная организация ISO разработала 32разрядный код, кодирующий более 17млн. символов.

Способы представления графической информации.

Растровый - изображение в виде точек. В каждой точке для ч/б изображения отводится 1 бит и всё изображение представляется битовой картой, а размер зависит от разрешения экрана. Для цветного изображения 3n, где n - количество бит, отводимое для каждого основного цвета (R,G,B). Основной недостаток растровых изображений это сложности масштабирования.

Векторный - изображение представляется с помощью набора прямых и кривых линий, а форма и расположение на экране задается математическими уравнениями, и на основе этих уравнений генерируется изображение на экране.

I =