Angliškai kalbančiose šalyse vartojamas kompiuterių mokslo terminas – informatika.

Informatikos teorinis pagrindas yra fundamentaliųjų mokslų grupė, tokia kaip: informacijos teorija, algoritmų teorija, matematinė logika, formalių kalbų ir gramatikų teorija, kombinatorinė analizė ir kt. Be jų, informatika apima tokias dalis kaip kompiuterių architektūra, operacinės sistemos, duomenų bazių teorija, programavimo technologija ir daugelis kitų. Apibrėžiant informatikos mokslą kaip mokslą svarbu tai, kad, viena vertus, jis nagrinėja kompiuterinių technologijų prietaisus ir veikimo principus, kita vertus, sistemina darbo su programomis, valdyti šią technologiją.

Informacinės technologijos – tai specifinių techninės ir programinės įrangos įrankių rinkinys, kuris naudojamas įvairioms informacijos apdorojimo operacijoms atlikti visose mūsų gyvenimo ir veiklos srityse. Informacinės technologijos kartais vadinamos kompiuterine technologija arba taikomąja informatika.

Informacija analoginė ir skaitmeninė.

Sąvoka "informacija" kilęs iš lotynų kalbos informacijos, – paaiškinimas, ekspozicija, įsisąmoninimas.

Informaciją galima klasifikuoti įvairiai, o skirtingi mokslai tai daro skirtingai. Pavyzdžiui, filosofijoje atskirkite objektyvią ir subjektyvią informaciją. Objektyvi informacija atspindi gamtos ir žmonių visuomenės reiškinius. Subjektyvią informaciją kuria žmonės ir ji atspindi jų požiūrį į objektyvius reiškinius.

Informatikos moksle analoginė informacija ir skaitmeninė informacija nagrinėjamos atskirai. Tai svarbu, nes žmogus savo pojūčių dėka yra įpratęs elgtis su analogine informacija, o kompiuterinės technologijos, atvirkščiai, daugiausia dirba su skaitmenine informacija.

Žmogus informaciją suvokia per pojūčius. Šviesa, garsas, šiluma yra energijos signalai, o skonis ir kvapas – cheminių junginių veikimo rezultatas, kuris taip pat pagrįstas energetine prigimtimi. Žmogus nuolat patiria energijos poveikį ir niekada negali susidurti su tuo pačiu jų deriniu du kartus. Ant vieno medžio nėra dviejų vienodų žalių lapų ir dviejų visiškai vienodų garsų – tai analogiška informacija. Jei skirtingoms spalvoms suteikiate skaičius, o skirtingiems garsams - natas, analoginę informaciją galima paversti skaitmenine informacija.

Muzika, kai jos klausomasi, neša analoginę informaciją, tačiau notifikuota tampa skaitmenine.

Skirtumas tarp analoginės informacijos ir skaitmeninės informacijos visų pirma yra tas, kad analoginė informacija yra nuolatinė, o skaitmeninė – diskreti.

Skaitmeniniams prietaisams priskiriami asmeniniai kompiuteriai – jie dirba su skaitmenine forma pateikta informacija, o lazerinių kompaktinių diskų muzikos grotuvai taip pat yra skaitmeniniai.

Informacijos kodavimas.

Informacijos kodavimas yra tam tikro informacijos atvaizdo formavimo procesas. .

Siauresne prasme terminas „kodavimas“ dažnai suprantamas kaip perėjimas nuo vienos informacijos pateikimo formos prie kitos, patogesnės saugoti, perduoti ar apdoroti.

Kompiuteris gali apdoroti tik skaitine forma pateiktą informaciją. Visa kita informacija (garsai, vaizdai, instrumentų rodmenys ir kt.) turi būti konvertuojama į skaitmeninę formą, kad būtų galima apdoroti kompiuteriu. Pavyzdžiui, norint kiekybiškai įvertinti muzikinį garsą, galima išmatuoti garso intensyvumą tam tikrais dažniais trumpais intervalais, pateikiant kiekvieno matavimo rezultatus skaitine forma. Kompiuterinių programų pagalba galima transformuoti gautą informaciją, pavyzdžiui, vieną ant kito „uždėti“ skirtingų šaltinių garsus.

Panašiai tekstinę informaciją galima apdoroti kompiuteriu. Įvedant į kompiuterį kiekviena raidė užkoduojama tam tikru skaičiumi, o išvedant į išorinius įrenginius (ekraną ar spausdinimą), žmogaus suvokimui, naudojant šiuos skaičius statomi raidžių vaizdai. Raidžių ir skaičių aibės atitikimas vadinamas simbolių kodavimu.

Paprastai visi skaičiai kompiuteryje pateikiami nuliais ir vienetais (o ne dešimčia skaitmenų, kaip įprasta žmonėms). Kitaip tariant, kompiuteriai dažniausiai veikia dvejetainiu būdu skaičių sistema, nes šiuo atveju jų apdorojimo įrenginiai yra daug paprastesni.

Informacijos matavimo vienetai. Bit. baitas.

Bitas yra mažiausias informacijos vaizdavimo vienetas. Baitas – mažiausias informacijos apdorojimo ir perdavimo vienetas .

Spręsdamas įvairias problemas, žmogus naudojasi informacija apie mus supantį pasaulį. Dažnai tenka išgirsti, kad žinutėje yra mažai informacijos arba, atvirkščiai, yra išsami informacija, o skirtingi žmonės, gavę tą pačią žinutę (pavyzdžiui, perskaitę straipsnį laikraštyje), jame esančios informacijos kiekį vertina skirtingai. Tai reiškia, kad žmonių žinios apie šiuos įvykius (reiškinius) iki pranešimo gavimo buvo skirtingos. Taigi informacijos kiekis pranešime priklauso nuo to, kiek žinutė yra nauja gavėjui. Jei gavus pranešimą pasiekiamas visiškas aiškumas šiuo klausimu (ty dingsta netikrumas), jie sako, kad gauta išsami informacija. Tai reiškia, kad papildomos informacijos šia tema nereikia. Priešingai, jei gavus pranešimą neapibrėžtumas išliko toks pat (pranešta informacija arba jau buvo žinoma, arba neaktuali), tada informacija nebuvo gauta (nulis informacijos).

Monetos metimas ir jos krentimo stebėjimas suteikia tam tikros informacijos. Abi monetos pusės yra „lygios“, todėl abi pusės turi vienodą galimybę iškilti. Tokiais atvejais sakoma, kad įvykis perduoda informaciją 1 bitu. Jei į maišelį įdėsime du skirtingų spalvų kamuoliukus, tai aklai nubrėžę vieną rutulį, taip pat gausime informaciją apie kamuoliuko spalvą 1 bitu.

Informacijos matavimo vienetas vadinamas bitu (bitu) – angliškų žodžių binary digit santrumpa, ką reiškia dvejetainis skaitmuo.

Kompiuterinėje technikoje bitas atitinka fizinę informacijos nešiklio būseną: įmagnetintas – neįmagnetintas, yra skylė – skylės nėra. Tokiu atveju viena būsena dažniausiai žymima skaičiumi 0, o kita – skaičiumi 1. Pasirinkus vieną iš dviejų galimų variantų, taip pat galima atskirti loginę tiesą nuo melo. Bitų seka gali užkoduoti tekstą, vaizdą, garsą ar bet kokią kitą informaciją. Toks informacijos pateikimo būdas vadinamas dvejetainiu kodavimu. (dvejetainis kodavimas) .

Informatikos moksle dažnai naudojamas dydis, vadinamas baitu ir yra lygus 8 bitams. Ir jei bitas leidžia pasirinkti vieną variantą iš dviejų galimų, tai baitas atitinkamai yra 1 iš 256 (2 8). Kartu su baitais informacijos kiekiui matuoti naudojami didesni vienetai:

1 KB (vienas kilobaitas) = ​​2\up1210 baitų = 1024 baitai;

1 MB (vienas megabaitas) = ​​2\up1210 KB = 1024 KB;

1 GB (vienas gigabaitas) = ​​2\up1210 MB = 1024 MB.

Pavyzdžiui, knygoje yra 100 puslapių; 35 eilutės puslapyje, 50 simbolių eilutėje. Knygoje esančios informacijos apimtis apskaičiuojama taip:

Puslapyje yra 35 × 50 = 1750 baitų informacijos. Visos knygoje esančios informacijos apimtis (skirtingais vienetais):

1750 × 100 = 175 000 baitų.

175 000 / 1024 = 170,8984 KB.

170,8984 / 1024 = 0,166893 MB.

Failas. Failų formatai.

Failas yra mažiausias informacijos saugojimo vienetas, kuriame yra baitų seka ir turintis unikalų pavadinimą.

Pagrindinis failų tikslas yra saugoti informaciją. Jie taip pat skirti perkelti duomenis iš programos į programą ir iš sistemos į sistemą. Kitaip tariant, failas yra stabilių ir mobilių duomenų saugykla. Tačiau failas yra daugiau nei tik duomenų saugykla. Failas paprastai turi pavadinimas, atributai, modifikavimo laikas ir sukūrimo laikas.

Failų struktūra yra sistema, skirta failams saugoti saugojimo įrenginyje, pavyzdžiui, diske. Failai yra suskirstyti į katalogus (kartais vadinamus katalogais arba aplankais). Bet kuriame kataloge gali būti savavališkas skaičius pakatalogių, kurių kiekvienas gali saugoti failus ir kitus katalogus.

Duomenų suskirstymo į baitus būdas vadinamas failo formatu. .

Norėdami skaityti failą, pvz., skaičiuoklę, turite žinoti, kaip baitai reiškia skaičius (formules, tekstą) kiekviename langelyje; norint skaityti teksto redaktoriaus failą, reikia žinoti, kurie baitai žymi simbolius ir kokius šriftus ar laukus bei kitą informaciją.

Programos gali saugoti duomenis faile programuotojo pasirinktu būdu. Tačiau dažnai tikimasi, kad failus naudos skirtingos programos, todėl daugelis taikomųjų programų palaiko kai kuriuos įprastesnius formatus, kad kitos programos galėtų suprasti failo duomenis. Programinės įrangos įmonės (kurios nori, kad jų programos taptų „standartais“) dažnai skelbia informaciją apie savo sukurtus formatus, kad juos būtų galima naudoti kitose programose.

Visi failai gali būti sąlygiškai suskirstyti į dvi dalis – tekstinę ir dvejetainę.

Tekstiniai failai yra labiausiai paplitęs duomenų tipas kompiuterių pasaulyje. Kiekvienam simboliui saugoti dažniausiai skiriamas vienas baitas, o tekstiniai failai koduojami naudojant specialias lenteles, kuriose kiekvienas simbolis atitinka tam tikrą skaičių, ne didesnį kaip 255. Failas kodavimui, kuriame naudojami tik 127 pirmieji skaičiai, vadinamas ASCII- failą (sutrumpinimas iš Amerikos standartinio kodo informacijos interkange – amerikietiško standartinio informacijos mainų kodo), tačiau tokiame faile negali būti kitų raidžių, išskyrus lotyniškas (įskaitant rusiškas). Daugumą nacionalinių abėcėlių galima užkoduoti naudojant aštuonių bitų lentelę. Rusų kalbai šiuo metu populiariausios yra trys koduotės: Koi8-R, Windows-1251 ir vadinamoji alternatyvioji (alt) koduotė.

Tokiose kalbose kaip kinų yra daug daugiau nei 256 simboliai, todėl kiekvienam simboliui koduoti naudojami keli baitai. Norint sutaupyti vietos, dažnai naudojamas toks triukas: vieni simboliai koduojami naudojant vieną baitą, o kiti – du ar daugiau baitų. Vienas iš bandymų apibendrinti šį metodą yra Unicode standartas, kuris simboliams koduoti naudoja skaičių diapazoną nuo nulio iki 65 536. Toks platus diapazonas leidžia skaitmeniškai pavaizduoti bet kurio planetos kampelio kalbos simbolius.

Tačiau gryni tekstiniai failai tampa vis retesni. Dokumentuose dažnai yra paveikslėlių ir diagramų, naudojami įvairūs šriftai. Dėl to atsiranda formatai, kurie yra įvairūs tekstinių, grafinių ir kitų formų duomenų deriniai.

Dvejetainius failus, skirtingai nei tekstinius failus, peržiūrėti nėra taip paprasta, be to, juose dažniausiai nėra pažįstamų žodžių – tik daug neaiškių simbolių. Šie failai nėra skirti žmonėms tiesiogiai skaityti. Dvejetainių failų pavyzdžiai yra vykdomosios programos ir grafikos failai.

Informacijos dvejetainio kodavimo pavyzdžiai.

Iš įvairios kompiuteriu apdorojamos informacijos didelę dalį sudaro skaitmeninė, tekstinė, grafinė ir garsinė informacija. Susipažinkime su kai kuriais šio tipo informacijos kodavimo kompiuteryje būdais.

Skaičių kodavimas.

Yra du pagrindiniai skaitmenų vaizdavimo kompiuterio atmintyje formatai. Vienas iš jų naudojamas sveikiesiems skaičiams koduoti, antrasis (vadinamasis skaičiaus slankiojo kablelio atvaizdavimas) skirtas tam tikram realiųjų skaičių poaibiui nurodyti.

Kompiuterio atmintyje pateikiamų sveikųjų skaičių rinkinys yra ribotas. Reikšmių diapazonas priklauso nuo atminties srities, naudojamos skaičiams saugoti, dydžio. AT k-bitų ląstelė gali saugoti 2 k skirtingos sveikųjų skaičių reikšmės .

Norėdami gauti vidinį teigiamo sveikojo skaičiaus vaizdą N saugomi k- bitų mašininis žodis, jums reikia:

1) išverskite skaičių N į dvejetainę skaičių sistemą;

2) gautas rezultatas kairėje papildomas nereikšmingais nuliais iki k skaitmenų.

Pavyzdžiui, norint gauti vidinį sveikojo skaičiaus 1607 atvaizdavimą 2 baitų langelyje, skaičius paverčiamas dvejetainiu: 1607 10 = 11001000111 2 . Vidinis šio skaičiaus vaizdas langelyje yra: 0000 0110 0100 0111.

Norėdami parašyti vidinį neigiamo sveikojo skaičiaus (–N) atvaizdą, jums reikia:

1) gauti teigiamo skaičiaus vidinį vaizdą N;

2) gauti šio skaičiaus grąžinimo kodą, 0 pakeičiant 1 ir 1 0;

3) prie gauto skaičiaus pridėkite 1.

Vidinis neigiamo sveikojo skaičiaus vaizdas yra -1607. Naudojant ankstesnio pavyzdžio rezultatą, vidinis teigiamo skaičiaus 1607 atvaizdas rašomas: 0000 0110 0100 0111. Atvirkštinis kodas gaunamas invertuojant: 1111 1001 1011 1000. Pridedamas vienas: 1111 1001 1011 tai vidinis 1011 dvejetainis skaičiaus -1607 atvaizdas.

Slankiojo kablelio formatas naudoja realų skaičių R kaip mantisos produktas m remiantis skaičių sistema n tam tikru mastu p, kuris vadinamas tvarka: R=m * np.

Skaičiaus vaizdavimas slankiojo kablelio pavidalu yra dviprasmiškas. Pavyzdžiui, teisingos šios lygybės:

12,345 \u003d 0,0012345 × 10 4 \u003d 1234,5 × 10 -2 \u003d 0,12345 × 10 2

Dažniausiai kompiuteriai naudoja normalizuotą skaičiaus vaizdavimą slankiojo kablelio pavidalu. Šiame paveikslėlyje esanti mantisa turi atitikti sąlygą:

0,1 p J m p. Kitaip tariant, mantisa yra mažesnė nei 1, o pirmasis reikšmingas skaitmuo nėra nulis ( p yra skaičių sistemos pagrindas).

Kompiuterio atmintyje mantisa vaizduojama kaip sveikasis skaičius, kuriame yra tik reikšminiai skaitmenys (0 sveikųjų skaičių ir kablelis neišsaugomi), todėl skaičiui 12.345, mantisai saugoti skirtame atminties langelyje bus išsaugotas skaičius 12.345. unikaliai atkurti pradinį numerį, belieka tik išsaugoti jo tvarką, šiame pavyzdyje yra 2.

Teksto kodavimas.

Simbolių rinkinys, naudojamas tekstui rašyti, vadinamas abėcėle. Simbolių skaičius abėcėlėje vadinamas jos kardinalumu.

Tekstinei informacijai pavaizduoti kompiuteryje dažniausiai naudojama 256 simbolių talpa abėcėlė. Vienas simbolis iš tokios abėcėlės neša 8 bitus informacijos, nes 2 8 \u003d 256. Bet 8 bitai sudaro vieną baitą, todėl kiekvieno simbolio dvejetainis kodas užima 1 baitą kompiuterio atminties.

Visi tokios abėcėlės ženklai yra sunumeruoti nuo 0 iki 255, o kiekvienas skaičius atitinka 8 bitų dvejetainį kodą nuo 00000000 iki 11111111. Šis kodas yra simbolio eilės numeris dvejetainėje skaičių sistemoje.

Skirtingų tipų kompiuteriams ir operacinėms sistemoms naudojamos skirtingos kodavimo lentelės, kurios skiriasi abėcėlės ženklų išdėstymo kodavimo lentelėje tvarka. Jau minėta ASCII kodavimo lentelė yra tarptautinis asmeninių kompiuterių standartas.

Nuosekliojo abėcėlės kodavimo principas yra tas, kad ASCII kodų lentelėje lotyniškos raidės (didžiosios ir mažosios) yra išdėstytos abėcėlės tvarka. Skaičių išdėstymas taip pat išdėstomas reikšmių didėjimo tvarka.

Tik pirmieji 128 simboliai šioje lentelėje yra standartiniai, t. y. simboliai su skaičiais nuo nulio (dvejetainis kodas 00000000) iki 127 (01111111). Tai apima lotyniškos abėcėlės raides, skaičius, skyrybos ženklus, skliaustus ir kai kuriuos kitus simbolius. Likę 128 kodai, pradedant 128 (dvejetainis kodas 10000000) ir baigiant 255 (11111111), naudojami nacionalinės abėcėlės raidėms, pseudografiniams ir moksliniams simboliams koduoti.

Grafinės informacijos kodavimas.

Vaizdo įrašų atmintyje yra dvejetainė informacija apie ekrane rodomą vaizdą. Beveik visus kompiuteriu sukurtus, apdorotus ar peržiūrėtus vaizdus galima suskirstyti į dvi dideles dalis – rastrinę ir vektorinę grafiką.

Rastriniai vaizdai yra vieno sluoksnio taškų tinklelis, vadinamas pikseliais (pikselis, iš anglų kalbos paveikslėlio elemento). Pikselio kode yra informacijos apie jo spalvą.

Nespalvotam vaizdui (be pustonių) pikselis gali įgauti tik dvi reikšmes: baltą ir juodą (šviečia – neužsidega), o jam užkoduoti užtenka vieno bito atminties: 1 – baltas, 0 - juoda.

Spalvoto ekrano pikselis gali būti skirtingų spalvų, todėl vieno bito vienam pikseliui nepakanka. Norint užkoduoti 4 spalvų vaizdą, reikia dviejų bitų viename pikselyje, nes du bitai gali įgauti 4 skirtingas būsenas. Pavyzdžiui, galima naudoti šią spalvų kodavimo parinktį: 00 – juoda, 10 – žalia, 01 – raudona, 11 – ruda.

RGB monitoriuose visa spalvų įvairovė gaunama derinant pagrindines spalvas – raudoną (raudoną), žalią (žalia), mėlyną (mėlyną), iš kurių galite gauti 8 pagrindinius derinius:

Žinoma, jei turite galimybę valdyti pagrindinių spalvų švytėjimo intensyvumą (ryškumą), tada padaugėja skirtingų jų derinių variantų, generuojančių įvairius atspalvius. Įvairių spalvų skaičius - Į ir bitų skaičius jiems užkoduoti - N yra tarpusavyje sujungti paprasta formule: 2 N = Į.

Priešingai nei rastrinė grafika vektorinis vaizdas sluoksniuotas. Kiekvienas vektorinio vaizdo elementas – linija, stačiakampis, apskritimas ar teksto fragmentas – yra savo sluoksnyje, kurio pikseliai nustatomi nepriklausomai nuo kitų sluoksnių. Kiekvienas vektorinio vaizdo elementas yra objektas, kuris aprašomas naudojant specialią kalbą (matematinės linijų, lankų, apskritimų lygtys ir kt.) Sudėtingi objektai (laužytos linijos, įvairios geometrinės figūros) vaizduojami kaip elementariųjų grafinių objektų rinkinys.

Vektorinio vaizdo objektai, skirtingai nei rastrinė grafika, gali keisti savo dydį neprarandant kokybės (didinant rastrinį vaizdą grūdėtumas didėja).

Garso kodavimas.

Iš fizikos žinome tą garsą yra oro vibracijos. Jei paverčiate garsą elektriniu signalu (pavyzdžiui, naudodami mikrofoną), galite matyti įtampą, kuri laikui bėgant sklandžiai kinta. Kompiuteriniam apdorojimui tokį analoginį signalą reikia kažkaip paversti dvejetainių skaičių seka.

Tai daroma, pavyzdžiui, taip - įtampa matuojama reguliariais intervalais, o gautos vertės įrašomos į kompiuterio atmintį. Šis procesas vadinamas mėginių ėmimu (arba skaitmeninimu), o jį atliekantis įrenginys vadinamas analoginiu skaitmeniniu keitikliu (ADC).

Norėdami atkurti tokiu būdu užkoduotą garsą, turite atlikti atvirkštinį konvertavimą (tam naudojamas skaitmeninis-analoginis keitiklis). - DAC), tada išlyginkite gautą žingsnio signalą.

Kuo didesnis diskretizavimo dažnis ir kuo daugiau bitų skiriama kiekvienam pavyzdžiui, tuo tiksliau bus atvaizduojamas garsas, tačiau padidės ir garso failo dydis. Todėl, atsižvelgiant į garso pobūdį, jo kokybės reikalavimus ir užimtos atminties kiekį, pasirenkamos kai kurios kompromisinės reikšmės.

Aprašytas garso informacijos kodavimo būdas yra gana universalus, leidžia pavaizduoti bet kokį garsą ir jį įvairiai transformuoti. Tačiau būna atvejų, kai naudingiau elgtis kitaip.

Nuo seno naudojamas gana kompaktiškas muzikos vaizdavimo būdas – muzikinė notacija. Specialiais simboliais nurodo, kokio aukščio skamba, kokiu instrumentu ir kaip groti. Tiesą sakant, jį galima laikyti muzikantui skirtu algoritmu, parašytu specialia formalia kalba. 1983 metais pirmaujantys kompiuterių ir muzikos sintezatorių gamintojai sukūrė standartą, apibrėžiantį tokią kodų sistemą. Jis vadinamas MIDI.

Žinoma, tokia kodavimo sistema leidžia įrašyti ne kiekvieną garsą, ji tinka tik instrumentinei muzikai. Tačiau turi ir nenuginčijamų privalumų: itin kompaktiškas įrašas, muzikantui natūralumas (beveik bet koks MIDI redaktorius leidžia dirbti su muzika įprastų natų pavidalu), instrumentų keitimo paprastumas, melodijos tempo ir klavišo keitimas.

Yra ir kitų, grynai kompiuterinių, muzikos įrašymo formatų. Tarp jų – MP3 formatas, leidžiantis itin kokybiškai ir suglaudinti muziką koduoti, o vietoj 18–20 muzikinių kūrinių į standartinį kompaktinį diską (CDROM) dedama apie 200. Viena daina užima maždaug 3,5 Mb, kuri leidžia Interneto vartotojams lengva keistis muzikinėmis kompozicijomis.

Kompiuteris yra universali informacijos mašina.

Vienas iš pagrindinių kompiuterio tikslų yra informacijos apdorojimas ir saugojimas. Atsiradus kompiuteriams, atsirado galimybė dirbti su anksčiau neįsivaizduojamais informacijos kiekiais. Bibliotekos, kuriose saugoma mokslinė ir grožinė literatūra, paverčiamos elektronine forma. Seniems nuotraukų ir filmų archyvams suteikiamas naujas gyvenimas skaitmenine forma.

Anna Chugainova

INFORMACIJA (angl. informatics), mokslas apie informacijos išgavimą iš pranešimų, informacijos išteklių kūrimą, mašinų ir kitų subjektų, susijusių su žmogaus ir mašinos aplinkos konstravimu ir naudojimu, elgsenos programavimą, sprendžiant modeliavimo, projektavimo, sąveikos, mokymosi problemas, tt Ji tiria informacijos savybes, būdus, kaip ją išgauti iš pranešimų ir pateikti tam tikra forma; informacijos sąveikos savybės, metodai ir priemonės; informacijos išteklių savybės, jų kūrimo, pateikimo, saugojimo, kaupimo, paieškos, perdavimo ir apsaugos būdai ir priemonės; programuojamų mašinų ir žmogaus-mašinos aplinkos konstravimo ir naudojimo problemų sprendimui savybės, metodai ir priemonės.

Mokslinė informatikos produkcija

Informatikos mokslinė produkcija yra metodinis pagrindas kuriant žmogaus-mašinos aplinką problemoms, susijusioms su įvairiomis veiklos sritimis, spręsti (1 pav.).

Esybių (moksle paprastai vadinamų objektais) tyrimų rezultatai atvaizduojami jų simboliniais ir (arba) fiziniais modeliais. Simboliniai modeliai – tai įgytų žinių aprašymai [žr. Simbolinis modeliavimas(s-modeliavimas)], o fiziniai yra tiriamų objektų prototipai, atspindintys jų savybes, elgesį ir pan.. Mokslinis rezultatas yra žinių sistemos modelis (arba anksčiau apibrėžto ir paskelbto modelio komponentas), aprašantis objektų rinkinys, įskaitant tiriamą objektą, ir santykiai tarp jų . Modelio aprašymas pateikiamas žinutės forma, skirta mokslo bendruomenei atpažinti ir interpretuoti. Rezultato reikšmė priklauso nuo modelio nuspėjimo galios, atkuriamumo ir pritaikomumo, taip pat nuo pranešimo, kuriame yra jo aprašymas, savybių.

Rezultatų, suvaidinusių išskirtinį vaidmenį kuriant žmogaus ir mašinos aplinką problemoms spręsti, pavyzdžiai gali būti: J. von Neumann išrastas skaitmeninės elektroninės mašinos modelis su programos instrukcijomis ir duomenimis, saugomais bendrojoje atmintyje [ žinomas kaip von Neumann modelis] ir von Neumann architektūra]; išrado interneto kūrėjas (plg. Pasaulinis tinklas) T. Bernersas Lee HTTP protokolas (angl. Hypertext transfer protocol – hypertext transfer protocol), kuris yra programos lygio protokolas, apibrėžiantis pranešimų perdavimo hipermedijos (žr. Multimedija) sistemose taisykles ir vienodą išteklių identifikatorių URI (angl. Uniform Resource Identifier), kuris tapo internete paskelbto išteklių adreso įrašymo standartu. Šiandien (2017 m.) sunku rasti veiklos sritį, kurioje nebūtų taikomi informatikos moksliniai produktai. Jos pagrindu sukurtas elektroninis paštas, internetas, paieškos sistemos, IP telefonija, daiktų internetas ir kitos interneto paslaugos (žr. Internetą); Skaitmeninis garso, nuotraukų ir vaizdo įrašymas; Kompiuterinės projektavimo sistemos (CAD); kompiuteriniai treniruokliai ir robotai (žr. Kompiuterinis modeliavimas), skaitmeninės komunikacijos sistemos, navigacijos sistemos, 3D spausdintuvai ir kt.

Pagrindinės sąvokos

Vykstantį informatikos formavimąsi lydi jos koncepcinio aparato tobulinimas ir tyrimo dalyko tobulinimas. 2006 m. Rusijos mokslų akademijos Informatikos problemų institute (IPI RAS) buvo sukurta nauja mokslinių tyrimų sritis - simbolinis savavališkų objektų modeliavimas žmogaus ir mašinos aplinkoje (sutrumpintai- Su simbolinis modeliavimas arba s-modeliavimas). Vienas pirmųjų mokslinių projektų šioje srityje buvo skirtas informatikos žinių sistemos simbolinio modelio žmogaus-mašinos aplinkoje konstravimo metodikai. . 2009 metais sukurtoje simbolinio modeliavimo (s-modeling) teorijoje buvo pasiūlyta kita informatikos sąvokų sistemos branduolio simbolinio modelio versija, kuri apima šias sąvokas.

Pranešimas(angliškas pranešimas) yra laikomas baigtu sutvarkytu simbolių rinkiniu (vaizdinis, garsinis ir kt.; žr. Simbolis informatikoje) arba jo kodas (žr. Kodas informatikoje), atitinkantis šaltinio ir gavėjo sąveikos protokolą. Pranešimo egzistavimas suponuoja pranešimo šaltinio, gavėjo, nešiklio, perdavimo terpės, perdavimo priemonės ir šaltinio ir gavėjo sąveikos protokolo egzistavimą. Problemų sprendimo aplinkoje žmogus-mašina (s-aplinka) žmonės programuojamų mašinų (s-mašinų) pagalba formuoja pranešimus, pateikdami juos užklausų kalbomis, programuodami ir pan.; atlikti įvairius konvertavimus (pvz., iš analoginio į skaitmeninį ir atvirkščiai; iš nesuspausto į suspaustą ir atvirkščiai; iš vienos dokumento atvaizdavimo formos į kitą); atpažinti, naudoti pranešimus naujiems pranešimams (programoms, dokumentams ir pan.) konstruoti; interpretuoti sąvokų sistemų modeliuose (kurie saugomi interpretatoriaus atmintyje ir pranešimų pavidalu); keistis pranešimais naudodami programinės ir techninės įrangos įdiegtas taisyklių sistemas (tinklo protokolus, žr. toliau). Kompiuterinis tinklas); išsaugoti ir kaupti pranešimus (kuriant elektronines bibliotekas, enciklopedijas ir kitus informacijos išteklius), spręsti pranešimų paieškos ir apsaugos problemas.

Laiškų vertėjas yra tiriamas kaip išvesties pranešimo kūrėjas pagal įvestį pagal pateiktą interpretavimo taisyklių sistemą. Būtina pranešimų interpretatoriaus konstravimo sąlyga yra įvesties ir išvesties kalbų modelių, taip pat sąvokų sistemų modelių, pagal kuriuos turėtų būti interpretuojami įvesties ir išvesties kalbomis parašyti pranešimai, buvimas.

Duomenys(Anglų k. duomenys) – žinutė, reikalinga tam tikrai problemai ar problemų rinkiniui išspręsti, pateikiama forma, skirta sprendėjui (programai ar asmeniui) atpažinti, transformuoti ir interpretuoti. Žmogus duomenis (tekstą, vaizdus ir kt.) suvokia simboline forma, o kompiuterinė programa ar kompiuterio įrenginys (išmanusis telefonas, skaitmeninis fotoaparatas ir kt.) – kodu.

Informacija(anglų k. informacija) tiriama kaip žinutės aiškinimo rezultatas pagal sąvokų sistemos modelį [žr. Simbolinis modeliavimas(s-modeliavimas)]. Norint gauti informaciją iš pranešimo, būtina, kad gautas pranešimas būtų pateiktas tokia forma, kad ją atpažintų ir interpretuotų pranešimo gavėjas; vertėjo atmintyje saugomi sąvokų sistemos modeliai, tarp kurių yra ir tas, kuris būtinas gautam pranešimui interpretuoti; reikiamo modelio paieškos, pranešimo interpretavimo, interpretacijos rezultato pateikimo gavėjui skirta forma mechanizmai (2 pav.).

Pavyzdžiui, pranešimo ma interpretavimo rezultatas, pateiktas kalba a , kurį vertėjas (žmogus ar robotas) gavo pranešimo mb forma kalba b , yra informacija, išgauta iš pranešimo ma .

Programuojama užduotis(s-problema) yra laikoma aibe (Formul , Rulsys , Alg , Prog ), kur Formulė yra problemos teiginys; Rulsys - privalomųjų ir orientacinių taisyklių, skirtų problemos sprendimui, sistemų rinkinys, suderintas su Formule; Alg yra algoritmų rinkinių sąjunga, kurių kiekvienas atitinka vieną elementą iš Rulsys ; Prog yra programų rinkinių sąjunga, kurių kiekviena priskiriama vienam iš Alg elementų. Kiekvienam elementui iš Rulsys , Alg ir Prog turi būti pateiktas programos aprašymas. „Rulsys“ elementų naudojimo aprašymai apima problemų sprendimo tipo (autonominis s-mašinas, s-mašinos tinklo bendradarbiavimas, žmogaus ir mašinos bendradarbiavimas ir kt.), informacijos saugos reikalavimų ir kt., problemų sprendimo veikimo režimų specifikaciją ( automatinis vietinis, automatinis paskirstytasis, interaktyvus vietinis ir kt.), reikalavimai gaunamam rezultatui ir kt.. Programų taikymo aprašymuose pateikiami duomenys apie diegimo kalbas, operacines sistemas ir kt.

Algoritmas– formalizuotas baigtinės problemos sprendimo žingsnių aibės aprašymas, atitinkantis vieną iš Rulsys elementų ir leidžiantis vienas su vienu susieti su tam tikru įvesties duomenų rinkiniu su gautu išvesties duomenų rinkiniu.

Programa– algoritmas, įgyvendintas aukšto lygio programavimo kalba, į mašiną orientuota kalba ir (arba) mašininių instrukcijų sistemoje. Pateikiama pranešimo forma, apibrėžianti s-mašinos problemų sprendimo elgseną su nurodytomis savybėmis. Egzistuoja simboliniai, kodiniai ir signaliniai įsikūnijimai, sujungti vertimo ryšiais (žr. Kompiliatorius informatikos srityje).

Simbolis(anglų k. simbolis) – natūralaus ar sugalvoto objekto pakaitalas, žymintis šį objektą ir esantis tam tikros sistemos elementas, konstruojantis simbolinius pranešimus (tekstus, muzikines notacijas ir kt.), skirtą suvokti žmogui ar robotui. Pavyzdžiui, rusiška abėcėlė yra teksto simbolių sistema; raidė A šioje sistemoje yra simbolis, pakeičiantis atitinkamą garsą iš rusų kalbos kalbos garso simbolių sistemos; Raidė A atitinka lytėjimo tekstūros simbolį (juntamą liečiant pirštais) tekstinių pranešimų sistemoje akliesiems, vadinamoje Brailio raštu (žr. Brailio raštas). Vaizdinių, garsinių ir kitų simbolių rinkinys, pasirinktas tam tikro tipo žinutėms kurti, laikomas elementarių konstrukcinių objektų rinkiniu, kurių kiekvienas turi atributų rinkinį ir leidžiamų operacijų rinkinį. Struktūrų kūrimą iš šio rinkinio elementų lemia simbolinių modelių konstravimo taisyklių sistema [plačiau žr. straipsnį Simbolis informatikoje (s-simbolis)].

Kodas(angliškas kodas) – simbolio ar simbolinio pranešimo, naudojamo jiems pavaizduoti kompiuteriuose, išmaniuosiuose telefonuose ir kitose programuojamose mašinose, pakaitalas ir skirtas simboliniams pranešimams kurti, išsaugoti, perduoti ir interpretuoti [daugiau informacijos rasite straipsnyje Kodas informatikoje ( s-kodas)].

Signalas(anglų k. signalas) yra optinis, garsinis ar kitoks poveikis, suvokiamas žmogaus jutimais ar mašinos jutikliais, arba kodo atvaizdavimas elektromagnetinės spinduliuotės dažnio, elektros įtampos verčių kompozicijos ar kitokiu pavidalu, sukurtas suvokti mašinos techninė įranga (pavyzdžiui, kompiuterio centrinis procesorius, mikroprocesorius automobilio navigatorius). Simboliai, kodai ir signalai yra tarpusavyje susiję transformacijos ryšiais. Kiekvienam simboliui ir simbolinei konstrukcijai, skirtai žmogaus ar roboto suvokimui, gali būti priskirta viena su viena korespondencija su kodais, skirtais jais manipuliuoti kompiuterių programinės įrangos ir kompiuterių prietaisų pagalba.

Koncepcinis sistemos modelis. S modelio sąvokų sistemos trūkumai yra laikomi pora (ConsSet , ConsRel ), kur ConsSet yra sąvokų rinkinys; ConsRel yra santykių šeima, apibrėžta ConsSet . Sąvokų sistemos apibrėžimas – jos modelio aprašymas kartu su apimties nuoroda. Aprašymas pateikiamas žinutės, skirtos gavėjo interpretacijai, pristatymui, saugojimui, platinimui, kaupimui ir paieškai intelektinės veiklos žmogaus-mašinos aplinkoje, forma. Apibrėžtinėmis laikomų sąvokų sistema neturėtų apimti sąvokų, kurios neturi apibrėžimų (o kartu ir nesusijusios su sąvokomis-aksiomomis). Modelio pritaikymo apimties nustatymas – korespondentų tipų aprašymas (kam skirtas apibrėžimas), tikslas, kurį siekiant apibrėžimas turi prasmę (užduočių klasės, kurias tiriant apibrėžimas gali būti naudingas), stadija, kurioje patartina vartoti apibrėžimą (sąvoka, sprendimo metodika ir pan.) d.).

Žinių sistemos modelis. S-modeliavimo sąvoka „žinoti“ [žr. Simbolinis modeliavimas(s-simulation)] apibrėžiama kaip pranešimo gavėjo būsena, kai išvesties pranešimas, gautas interpretuojant įvesties pranešimą, yra pripažįstamas kaip jau žinomas ir nereikalauja keisti pranešimo atmintyje saugomų koncepcijų sistemų modelių. imtuvas. „Žinių“ sąvoka apibrėžiama kaip sudėtingas gebėjimas išgauti informaciją iš pranešimų, kuriuose yra tam tikros klasės užduočių sąlygos (tai gali būti modelio atpažinimo užduotys, vertimas iš vienos kalbos į kitą ar kitos užduočių klasės). Žinių sistemos S modelis laikomas triada (Cons , Lang , Interp ), kur Cons yra sąvokų sistemos s modelis; „Lang“ yra pranešimų kalbų rinkinio s modelis, interpretuojamas „Cons“; „Interp“ yra „Lang“ kalbomis sukurtų pranešimų vertėjų kolekcijos s modelis.

Pranešimo aiškinimas pagal minusų modelį apima:

1) išvesties pranešimo konstravimas (informacijos ištraukimas) pagal duotą įvesties pranešimą (pranešimai pateikiami kalbomis iš rinkinio Lang );

2) išvesties pranešimo analizė (ar reikalingi pakeitimai Cons modelyje);

3) jei reikia, tada pakeiskite Cons modelį; jei ne, baigk.

Pavyzdžiui, šiuolaikinės kompiuterinio projektavimo (CAD) sistemos smegenų centras yra žinių sistema. Projektavimo našumas priklauso nuo to, kaip gerai jis pastatytas.

Programuojama mašina(s-machine) yra programinės ir techninės įrangos struktūra, skirta problemoms spręsti. Superkompiuteriai, pagrindiniai kompiuteriai, asmeniniai kompiuteriai, nešiojamieji kompiuteriai, išmanieji telefonai, navigatoriai, skaitmeniniai fotoaparatai ir vaizdo kameros yra s-automobiliai. Klaviatūros, pelės, rutuliniai rutuliai, jutikliniai skydeliai ir kiti įvesties įrenginiai yra s-mašinų komponentai, kurie paverčia simbolius į atitinkamų įrenginių tvarkyklių priimtus kodus (žr. „Vairuotojas kompiuterių moksle“). Asmeninių kompiuterių monitoriai, nešiojamųjų kompiuterių ekranai, navigatoriai ir kt. vaizdo valdiklių generuojamus kodus konvertuoja į simbolines kompozicijas, skirtas žmogaus regėjimo kanalui.

(s-environment) – kompiuterių tinklų ir atskirų programuojamų mašinų, naudojamų įvairioms problemoms spręsti, asociacija. Įvairių veiklos rūšių informatizavimo priemonės. S aplinka turi užtikrinti simbolinių modelių skaitmeninių kodų atvaizdavimą ir manipuliavimą tokiais kodais s mašinų pagalba. Šiuolaikinių skaitmeninių komunikacijos technologijų, kompiuterinio projektavimo ir kt. esmė yra idėja, kuri yra nepaprasta jos įgyvendinimo pasekmių prasme – visą simbolinę įvairovę sumažinti iki skaitmeninių kodų [ir kiekvieną iš jų į vieną kodą (jie vis dar turi dvejetainį kodą)] ir nurodo dirbti su kodais programuojamoms mašinoms, sujungtoms į žmogaus ir mašinos aplinką problemoms spręsti.

Informacijos sąveika s-terpėje(3 pav.) yra tiriamas kaip sąsajų, tokių kaip "žmogus - žmogus", "žmogus - programa", "žmogus - programuojamos mašinos aparatinė įranga", "programa - programa", "programa - aparatinė įranga" (žr. Sąsaja Uostas informatikos moksle). Žmogus įvesties analoginius signalus (šviesą, garsą ir kt.) suvokia biointelekto (biologinės sistemos, užtikrinančios intelekto funkcionavimą) regos, klausos ir kitų įvesties prietaisų pagalba. Jį dominančius signalus jis konvertuoja į simbolines vaizdines, garsines ir kitas mąstymo procesuose naudojamas konstrukcijas. Biointelekto išvesties signalai realizuojami gestais (pavyzdžiui, naudojami įvedant iš klaviatūros ir pelės), kalba ir kt. Programų įvestis ir išvestis yra įvesties duomenys ir rezultatų kodai (žr. Kodas informatikos srityje), o aparatinės įrangos įvestis ir išvestis yra signalai. Įvesties analoginiai signalai konvertuojami į skaitmeninius signalus naudojant analoginiai-skaitmeniniai keitikliai(ADC), o išvestis iš skaitmeninio į analoginį naudojant keitikliai iš skaitmeninio į analogą(DAC).

Šiuolaikinėje (2017 m.) s-aplinkoje natūralias žmogaus signalo suvokimo, apdorojimo ir saugojimo priemones papildo išrastos: skaitmeninės foto ir vaizdo kameros, išmanieji telefonai ir kt. Gerai žinomą informacijos sąveikos technologijų dalį sudaro sparčiai besivystančios Interneto paslaugos. Naudojamas bendrauti su žmonėmis El. paštas(angliškas el. paštas), įvairių tipų interneto ryšys [ Interneto telefonija(IP-telefonija); pavyzdžiui, įdiegta „Skype“ interneto tarnyboje; pasiuntiniai (angl. messenger – prijungtas); pavyzdžiui, interneto paslauga „Telegram“, socialiniai tinklai (angliški socialiniai tinklai) ir kt. Žmonių naudojamų daiktų (apšvietimo sistemų, temperatūros palaikymo ir kt.) sąveikai tarp savęs ir su išorine aplinka, informacinės technologijos. Daiktų internetas“ naudojami (žr. Internetas ).

Pagrindinės užduočių klasės

Remiantis savybių ir modelių tyrimu simbolinis modeliavimas(s-modeliavimas) apibrėžiamos šios pagrindinių informatikos problemų klasės.

Atstovauja savavališkiems objektų modeliams, sukurtas žmogaus suvokimui ir programuojamoms mašinoms, yra susijęs su pranešimų kalbų, atitinkančių tam tikrus reikalavimus, išradimu. Šioje klasėje tiriamos simbolių ir kodų sistemos, naudojamos atitinkamai į žmogų ir mašiną orientuotose kalbose. Pirmasis apima specifikacijų, programavimo, užklausų kalbas, antrasis - mašinų instrukcijų sistemas. Ši klasė taip pat apima duomenų pateikimo užduotis. Ji apima koncepcijų sistemų modelių, kuriais remiantis interpretuojami pranešimai, reprezentavimo užduotis. Aukščiausiame šios klasės užduočių hierarchijos lygyje yra žinių sistemos modelių vaizdavimas.

Simbolinių modelių tipų ir vaizdavimo formų konvertavimas leidžia nustatyti modelių atitikimą. Užduotys konvertuoti tipus (pavyzdžiui, kalbą į tekstą ir atvirkščiai) ir formas (pavyzdžiui, analoginį į skaitmeninį ir atvirkščiai; nesuspaustą į suglaudintą ir atvirkščiai; *.doc į *.pdf) yra būtinas papildymas. modelių vaizdavimo uždaviniai.

Pranešimo atpažinimas reiškia, kad jį reikia pateikti gavėjui žinomu formatu. Kai ši sąlyga įvykdoma, norint atpažinti pranešimą, išsprendžiamos modelio modelių derinimo arba atpažinto modelio savybių suderinimo su modelio modelių savybėmis užduotys. Pavyzdžiui, atliekant asmens biometrinės tapatybės nustatymo užduotį, jo biometriniai duomenys (įvesties pranešimas) lyginami su biometriniu pavyzdžiu iš biometrinės sistemos duomenų bazės.

Modelio kūrimas sąvokų sistemos, žinių sistemos, pranešimų interpretatoriai apie sąvokų sistemų modelius; užduočių modeliai, programavimo technologijos, sąveika s-aplinkoje; s mašinų architektūros modeliai, kompiuterių tinklai, į paslaugas orientuotos architektūros; pranešimų modeliai ir jų konstravimo priemonės, dokumentai ir darbo eiga. Aukščiausiame šios klasės hierarchijos lygyje yra s-aplinkos modelių ir simbolinio modeliavimo technologijų konstravimo užduotys.

Pranešimo interpretacija(informacijos išgavimas) suponuoja gauto pranešimo egzistavimą, sąvokų sistemos modelį, pagal kurį jis turėtų būti interpretuojamas, ir interpretavimo mechanizmą. Problemų sprendimas žmogaus-mašinos aplinkoje – tai pradinių duomenų (įvesties pranešimo) interpretavimas pagal algoritme pateiktą sąvokų sistemos modelį. Sprendimo rezultatas yra išvesties pranešimas (iš įvesties pranešimo išgaunama informacija). Jei interpretatorius yra vykdomoji programa, tai šaltinio duomenys, programa ir problemos sprendimo rezultatas atvaizduojami atitinkamais kodais (žr. Kodas informatikoje). Programuojamo įrenginio mikroprocesoriui interpretuotini pranešimai ir interpretavimo rezultatai atvaizduojami signalais, atitinkančiais mašinos nurodymus ir duomenų kodus. Pavyzdžiui, fotografuojant skaitmeniniu fotoaparatu, pranešimas (šviesos signalo pavidalu) veikia šviesai jautrią matricą, atpažįstamas pagal ją ir paverčiamas skaitmeninio vaizdo kodu, kurį interpretuoja vaizdą gerinanti programa. kokybės. Gautas rezultatas konvertuojamas ir įrašomas (į fotoaparato integruotą atmintį arba atminties kortelę) kaip grafinis failas.

Keitimasis žinutėmis: tipo „žmogus – žmogus“, „žmogus – programa“, „žmogus – programuojamos mašinos aparatinė įranga“, „programa – programa“, „programa – aparatinė įranga“ sąsajų konstravimo užduotys (žr. Sąsaja informatikos srityje), „ aparatinė įranga – aparatinė įranga“ (žr. Port in informatika); žinučių siuntimo žmogaus-mašinos aplinkoje uždaviniai, skirti problemoms spręsti (su siuntėjų ir gavėjų įvedimu; žinučių siuntimo, perdavimo ir priėmimo priemonėmis; pranešimų aplinkos). Išrastos pranešimų mainų taisyklių sistemos (tinklo protokolai); tinklo architektūros; dokumentų valdymo sistemos. Pavyzdžiui, tarp procesų keičiamasi pranešimais Operacinės sistemos(OS), s-mašinos programos kompiuterių tinkle, el. pašto vartotojai ir kt.

Pranešimų išsaugojimas, kaupimas ir paieška: išnagrinėti ir tipizuoti atminties ir saugojimo įrenginiai, jų valdymo mechanizmai; išsaugojimo ir kaupimo formos; laikmenos, išsaugojimo, kaupimo ir paieškos būdai; duomenų bazės ir programinės įrangos bibliotekos. Nagrinėjami paieškos objekto modeliai (pagal modelį, pagal požymius, pagal savybių aprašymą) ir paieškos būdai.

Informacijos apsauga: nagrinėjamos pažeidžiamumų prevencijos ir aptikimo, prieigos kontrolės, apsaugos nuo įsibrovimų, kenkėjiškų programų, pranešimų perėmimo ir neteisėto naudojimo problemos.

Tyrimų sritys

Svarbiausios mokslinės idėjos, darančios įtaką informatikos raidai, įkūnijamos metodologinėje padėtyje kuriant priemones, palaikančias pažinimo procesus, informacijos sąveiką ir automatizuotą įvairių problemų sprendimą. Dabartiniame informatikos raidos etape (2017 m.) aktualūs šie tarpusavyje susiję tyrimo krypčių kompleksai.

Skaičiavimų automatizavimas(kompiuterija programuojamų mašinų pagalba): tiriami programuojamų mašinų modeliai, architektūros ir komandų sistemos; programuojamų užduočių algoritmizavimas [algoritmai ir duomenų struktūros, paskirstyti algoritmai (Distributed Algorithms), atsitiktinių imčių algoritmai (Randomized Algorithms) ir kt.]; paskirstytoji kompiuterija (Distributed Computing), debesų kompiuterija (Cloud Computing); skaičiavimų sudėtingumas ir išteklių intensyvumas.

Programavimas: tiriamos teksto simbolių ir kodų sistemos; programavimo kalbos ir užduočių specifikacijos; vertėjai; programų bibliotekos; Sistemų programavimas; Operacinės sistemos; instrumentinės programavimo sistemos; duomenų bazių valdymo sistemos; programavimo technologijos; internetinės problemos sprendimo paslaugos ir kt.

Žmogaus ir mašinos aplinka problemoms spręsti(s-aplinka): tiriami s-aplinkos konstravimo modeliai, metodai ir priemonės, kompiuterių tinklai, skaitmeninio ryšio tinklai, internetas.

Pranešimų suvokimas ir pateikimas, sąveika s-aplinkoje: studijuojami vaizdinių, garsinių, lytėjimo ir kitų pranešimų suvokimo ir pateikimo modeliai, metodai ir priemonės; Kompiuteriniai regėjimo, klausos ir kiti dirbtiniai jutikliai; garsinių, vaizdinių, lytėjimo ir kitų pranešimų (įskaitant kombinuotus), skirtų asmeniui ir robotui partneriui, formavimas; garsinių, vaizdinių ir kitų pranešimų (kalbos, gestų ir kt.) atpažinimas; vaizdo apdorojimas, kompiuterinė grafika, vizualizacija ir kt.; apsikeitimas žinutėmis (pranešimų modeliai, jų priėmimo ir perdavimo būdai ir priemonės); vartotojo sąsajos, programos, techninė įranga, programos su aparatine įranga; internetinės sąveikos paslaugos (pasiuntiniai, socialiniai tinklai ir kt.).

Informaciniai ištekliai ir sistemos s-aplinkos problemoms spręsti: tiriami informacinių išteklių kūrimo, vaizdavimo, išsaugojimo, kaupimo, paieškos, perdavimo ir apsaugos modeliai, metodai ir priemonės; Elektroninis dokumentų valdymas; elektroninės bibliotekos ir kitos informacinės sistemos; žiniatinklyje (žr Pasaulinis tinklas).

Informacijos saugumas ir kriptografija: tiriami pažeidžiamumų prevencijos ir nustatymo metodai; prieigos kontrolė; informacinių sistemų apsauga nuo įsibrovimų, kenkėjiškų programų, pranešimų perėmimo; neteisėtas informacijos išteklių, programinės ir techninės įrangos naudojimas.

Dirbtinis intelektas: tiriami intelektualių robotų, naudojamų kaip žmogaus partneriai (saugumo problemų sprendimui, situacijos valdymui ir kt.), kūrimo modeliai, metodai ir įrankiai; ekspertiniai sprendimų priėmimo metodai.

Simbolinis modeliavimas: tiriamos vaizdinių, garsinių, lytėjimo ir kitų simbolių sistemos, laikomos konstruktyviais objektais kuriant asmeniui sukurtus savavališkų subjektų modelius (sąvokų ir žinių sistemos, aplinkos objektai ir žmonių sugalvoti objektai); kodų sistemos, suderintos su simbolių sistemomis, skirtos simbolinių modelių, skirtų manipuliavimui programų pagalba, kodų atitikmenų konstravimui; simbolinių modelių apibūdinimo kalbos; simbolinių modelių ir jų kodų atitikmenų rinkimas; koncepcijų sistemų ir žinių sistemų (įskaitant žinių sistemas apie programuojamas užduotis) simbolinių modelių konstravimo metodai [plačiau žr. Simbolinis modeliavimas(s-modeliavimas)].

Informatikos formavimasis

Simbolinis tiriamų objektų modeliavimas ilgą laiką buvo pagrindinis įgytų žinių pateikimo įrankis. Simbolių (gestų, grafinių ir kt.) išradimas ir iš jų sukurti simbolinės žinutės modeliai, tokių modelių vaizdavimas ir kaupimas išorinėje aplinkoje tapo pagrindinėmis intelektinių gebėjimų formavimo ir ugdymo priemonėmis. Dominuojantį simbolinių modelių vaidmenį intelektualinėje veikloje lemia ne tik jų kompaktiškumas ir išraiškingumas, bet ir tai, kad nėra jokių apribojimų jiems saugoti naudojamų laikmenų rūšims. Žiniasklaida gali būti žmogaus atmintis, popieriaus lapas, skaitmeninio fotoaparato matrica, skaitmeninio diktofono atmintis ar kažkas kita. Simbolinių modelių kūrimo, kopijavimo, perkėlimo, išsaugojimo ir kaupimo išlaidos yra nepalyginamai mažesnės nei panašios išlaidos, susijusios su nesimboliniais modeliais (pavyzdžiui, laivų, pastatų modeliais ir pan.). Be simbolinių modeliavimo priemonių sunku įsivaizduoti mokslo, inžinerijos ir kitų veiklų raidą.

Ankstyvosiose modeliavimo raidos stadijose modeliuojamų objektų įvairovė apsiribojo tais, kurie paprastai vadinami aplinkos objektais, o šių objektų modeliai buvo fiziniai. Garso, gestų ir kitų simbolinio reikšmių modeliavimo priemonių kūrimas, sąlygotas būtinybės pranešti apie pavojų, medžioklės objektų ir kitų stebėjimo objektų išdėstymas, prisidėjo prie pažinimo, savitarpio supratimo ir mokymosi mechanizmų tobulinimo. Pradėjo formuotis pranešimų kalbos, įskaitant garso ir gestų simbolius. Noras modeliuoti elgesį (taip pat ir savo) iškėlė naujų iššūkių. Galima daryti prielaidą, kad iš pradžių šis noras buvo susijęs su racionalaus elgesio mokymu medžioklėje, kasdieniame gyvenime, stichinių nelaimių metu. Tam tikrame etape jie galvojo sukurti tokius modeliavimo įrankius, kurie leistų kurti modelius, leidžiančius juos saugoti, kopijuoti ir perkelti.

Noras padidinti laidą lydinčių paaiškinimų efektyvumą paskatino tobulinti konceptualųjį aparatą ir jo kalbos įkūnijimo priemones. Simbolinių modelių kūrimas grafinių schemų pavidalu ir kalbos tobulinimas lėmė grafinį kalbos modelį. Rašymas buvo sukurtas. Ji tapo ne tik svarbiu simbolinio modeliavimo raidos etapu, bet ir galingu intelektinės veiklos vystymosi įrankiu. Dabar modeliuojamų objektų ir santykių tarp jų aprašymai gali būti pavaizduoti tekstų, diagramų ir brėžinių kompozicijomis. Buvo sukurtas įrankių rinkinys, skirtas pastaboms, samprotavimams ir planams parodyti simbolinių modelių pavidalu, kuriuos būtų galima saugoti ir perduoti. Aktualu tapo medijų išradimo, rašymo ir vaizdų kūrimo priemonių, spalvinimo agentų ir kt., Tai buvo pirmosios užduotys kelyje į simbolinės modeliavimo aplinkos kūrimą.

Svarbus grafinio modeliavimo etapas yra susijęs su scheminių vaizdų modeliais (brėžinių pirmtakais) – projektavimo pagrindu. Inžinerijos raidoje lemiamą vaidmenį suvaidino projektuojamo trimačio objekto atvaizdavimas trijose dvimatėse projekcijose, kuriose rodomi dalių matmenys ir pavadinimai. Kelyje nuo ranka rašytų tekstų, piešinių ir diagramų iki tipografijos ir grafinių modelių dizaine, nuo garso įrašymo, fotografijos ir radijo iki filmų ir televizijos, nuo kompiuterių ir vietinių tinklų iki pasaulinio tinklo, virtualių laboratorijų ir nuotolinio mokymo, simbolinis vaidmuo modelius, kuriuos žmogus kuria mašinomis.

Problemų sprendėjų produktyvumas yra pagrindinė intelektinės veiklos produktyvumo problema, kuri nuolat yra išradėjų dėmesio centre. Materialių objektų kiekybinio įvertinimo poreikis jau seniai skatino išrasti garso, gestų, o vėliau ir grafinių simbolių sistemas. Kurį laiką jie susitvarkė su taisykle: kiekviena vertybė turi savo simbolį. Skaičiavimas naudojant akmenukus, pagaliukus ir kitus daiktus (objektyvus skaičiavimas) buvo prieš simbolinio skaičiavimo išradimą (pagrįstą grafiniu kiekių atvaizdavimu). Didėjant objektų, kuriuos reikėjo panaudoti, skaičiui, tapo vis aktualesnis simbolinio kiekių vaizdavimo uždavinys. „Skaičių“ sąvokos formavimas ir simbolių taupymo idėja modeliuojant skaičius paskatino skaičių sistemų išradimą. Atskiro paminėjimo nusipelno pozicinių skaičių sistemų idėja, iš kurių viena (dvejetainė) XX a. buvo lemta atlikti pagrindinį vaidmenį išrandant skaitmenines programuojamas mašinas ir skaitmeniniu simbolių modelių kodavimu. Simbolio reikšmės keitimas keičiant jo vietą simbolių sekoje yra labai produktyvi idėja, kuri suteikė pažangą kuriant skaičiavimo įrenginius (nuo abako iki kompiuterio).

Priemonės problemų sprendėjų produktyvumui didinti. 1622–1633 m. anglų mokslininkas Williamas Otredas pasiūlė variantą slydimo taisyklė, kuris tapo skaidrių taisyklių prototipu, kurį viso pasaulio inžinieriai ir tyrėjai naudojo daugiau nei 300 metų (kol dar nebuvo prieinami asmeniniai kompiuteriai). 1642 m. B. Pascalis, bandydamas padėti tėvui skaičiuoti mokesčius, sukuria penkiaženklį sumavimo įrenginį („Pascaline“). ), pastatytas krumpliaračių pagrindu. Vėlesniais metais jis sukūrė šešių ir aštuonių skaitmenų įrenginius, skirtus sudėti ir atimti dešimtainius skaičius. 1672 metais vokiečių mokslininkas G.W. Leibnicas sukuria skaitmeninį mechaninį skaičiuotuvą aritmetiniams veiksmams su dvylikos skaitmenų dešimtainiais skaičiais. Tai buvo pirmasis skaičiuotuvas, kuris atliko visus aritmetinius veiksmus. Mechanizmas, vadinamas „Leibnizo ratu“, iki 1970 m. atkuriami įvairiuose rankiniuose skaičiuotuvuose. 1821 m. pradėta pramoninė įpylimo mašinų gamyba. 1836–48 C. Babbage baigė mechaninio dešimtainio kompiuterio (jo vadinto analitiniu varikliu) projektą, kurį galima laikyti mechaniniu būsimų kompiuterių prototipu. Skaičiavimo programa, duomenys ir rezultatas buvo užfiksuoti perfokortose. Automatinį programos vykdymą užtikrino valdymo įrenginys. Automobilis nebuvo pastatytas. 1934 metais - 38 K. Zuse sukūrė mechaninį dvejetainį kompiuterį (žodžio ilgis– 22 dvejetainiai skaitmenys; atmintis– 64 žodžiai; slankiojo kablelio operacijos). Iš pradžių programa ir duomenys buvo įvesti rankiniu būdu. Maždaug po metų (pradėjus projektuoti) buvo pagamintas įtaisas programai ir duomenims įvesti iš perforuotos plėvelės, o mechaninį aritmetinį mazgą (AU) pakeitė ant telefono relių pastatytas AU. 1941 m. Zuse, dalyvaujant austrų inžinieriui H. Schreieriui, sukūrė pirmąjį pasaulyje veikiantį visiškai relės dvejetainį kompiuterį su programos valdymu (Z3). 1942 m. Zuse taip pat sukūrė pirmąjį pasaulyje valdymo skaitmeninį kompiuterį (S2), kuris buvo naudojamas sviediniams lėktuvams valdyti. Dėl Zuse atliekamų darbų slaptumo jų rezultatai tapo žinomi tik pasibaigus II pasauliniam karui. Pirmąją pasaulyje aukšto lygio programavimo kalbą Plankalkül (vok. Plankalkül – skaičiavimo planas) sukūrė Zuse 1943-45, išleido 1948. Pirmieji skaitmeniniai elektroniniai kompiuteriai, pradedant amerikietišku ENIAC kompiuteriu [(ENIAC – Electronic Numerical Integrator and Computer - elektroninis skaitmeninis integratorius ir skaičiuotuvas); kūrimo pradžia – 1943 m., visuomenei pristatyti 1946 m.], buvo sukurti kaip matematinių skaičiavimų automatizavimo priemonė.

Kompiuterių mokslo su programuojamomis mašinomis kūrimas. Visi R. 20 amžiaus pradėti gaminti skaitmeniniai kompiuteriai, kurie JAV ir Didžiojoje Britanijoje buvo vadinami kompiuteriais (kompiuteriais), o SSRS - elektroniniais kompiuteriais (kompiuteriais). Nuo 1950 m Didžiojoje Britanijoje ir nuo septintojo dešimtmečio JAV pradėjo vystytis skaičiavimo programuojamų mašinų pagalba mokslas, vadinamas Computer Science (computer science). 1953 metais Kembridžo universitetas buvo suformuota programa informatikos specialybėje; JAV panaši programa buvo pristatyta 1962 m. Purdue universitete.

Vokietijoje kompiuterių mokslas buvo vadinamas Informatik (kompiuterija). SSRS tyrimų ir inžinerijos sritis, skirta programuojamų mašinų konstravimui ir taikymui, buvo vadinama „kompiuterine technika“. 1948 m. gruodžio mėn. I. S. Brukas ir B. I. Ramejevas gavo pirmąjį SSRS autorių teisių sertifikatą už automatinės skaitmeninės mašinos išradimą. 1950-aisiais buvo sukurta pirmoji buitinių kompiuterių karta (elementų bazė - vakuuminiai vamzdžiai): 1950 - MESM (pirmasis sovietinis elektroninis kompiuteris, sukurtas vadovaujant S.A. Lebedevas ); 1952 m. – M-1, BESM (iki 1953 m. greičiausias kompiuteris Europoje); 1953 – „Strėlė“ (pirmasis masinės gamybos kompiuteris SSRS); 1955 – Uralas-1 iš Uralo bendrosios paskirties skaitmeninių kompiuterių šeimos (vyriausiasis dizaineris B. I. Ramejevas).

Automatizavimo metodų ir priemonių tobulinimas. Aštuntajame dešimtmetyje prasidėjus vis didesniam kompiuterių prieinamumui įvairių veiklos sričių vartotojams, mažėja matematinių užduočių, sprendžiamų naudojant kompiuterius (iš pradžių sukurtas kaip matematinių skaičiavimų automatizavimo priemonė), dalis ir didėja ne matematinių problemų dalis (bendravimas, paieška ir kt.). Kai antroje 1960 m. pradėti gaminti kompiuterių terminalai su ekranais, pradėtos kurti ekrano redaktoriaus programos, skirtos teksto įvedimui, įrašymui ir taisymui, rodant jį visame ekrane [vienas pirmųjų ekrano redaktorių buvo O26, sukurtas 1967 m. CDC 6000 serijos konsolių operatoriams. kompiuteriai; 1970 m. buvo sukurtas vi, standartinis Unix ir Linux operacinių sistemų ekrano rengyklė]. Ekrano redaktorių naudojimas ne tik padidino programuotojų produktyvumą, bet ir sukūrė prielaidas reikšmingiems savavališkų objektų simbolinių modelių automatizuoto konstravimo įrankių pokyčiams. Pavyzdžiui, ekrano redaktorių naudojimas įvairios paskirties tekstų (mokslinių straipsnių ir knygų, žinynų ir kt.) formavimui jau 1970 m. leido žymiai padidinti tekstinės informacijos išteklių kūrimo produktyvumą. 1975 m. birželį amerikiečių tyrinėtojas Alanas Kay [objektinės programavimo kalbos Smalltalk kūrėjas ir vienas iš asmeninio kompiuterio idėjos autorių] straipsnyje „Personal Computing“ (« Asmeninis kompiuteris» ) rašė: „Įsivaizduokite save kaip autonominės žinių mašinos savininką nešiojamame dėkle, kurio dydis ir forma yra įprasto nešiojamojo kompiuterio. Kaip jį panaudotumėte, jei jo jutikliai būtų pranašesni už jūsų regėjimą ir klausą, o atmintis leistų saugoti ir prireikus atkurti tūkstančius puslapių informacinės medžiagos, eilėraščių, laiškų, receptų, taip pat piešinių, animacijų, muzikos , grafika, dinamiški modeliai ir dar kažkas, ką norėtumėte sukurti, prisiminti ir pakeisti? . Šis teiginys atspindėjo iki tol įvykusį posūkį požiūryje į programuojamų mašinų konstravimą ir pritaikymą: nuo automatikos įrankių, daugiausia matematinių skaičiavimų, iki įvairių veiklos sričių problemų sprendimo įrankių. 1984 m. Kurzweil Music Systems (KMS), sukurtas amerikiečių išradėjo Raymondo Kurzweilo, pagamino pirmąjį pasaulyje skaitmeninį muzikos sintezatorių Kurzweil 250. Tai buvo pirmasis pasaulyje tam skirtas kompiuteris, paverčiantis iš klaviatūros įvestus gestų simbolius į muzikos garsus.

Informacijos sąveikos metodų ir priemonių tobulinimas. 1962 metais amerikiečių mokslininkai J. Licklider ir W. Clark paskelbė pranešimą apie žmogaus ir mašinos sąveiką internete. Ataskaitoje buvo pagrindžiamas pasaulinio tinklo, kaip infrastruktūros platformos, suteikiančios prieigą prie informacinių išteklių, talpinamų prie šio tinklo prijungtuose kompiuteriuose, tikslingumo. Teorinis paketų komutavimo, perduodant pranešimus kompiuterių tinklais, pagrindimas pateiktas amerikiečių mokslininko L. Kleinrocko 1961 metais publikuotame straipsnyje.1971 metais R. Tomlinsonas (JAV) išrado elektroninį paštą, 1972 metais ši paslauga buvo įdiegta. Pagrindinis įvykis interneto kūrimo istorijoje buvo 1973 metais amerikiečių inžinierių V. Cerfo ir R. Kahno išradimas perdavimo valdymo protokolu – TCP. 1976 m. jie pademonstravo tinklo paketo perdavimą per TCP protokolą. 1983 m. TCP/IP protokolų šeima buvo standartizuota. 1984 m. buvo sukurta domenų vardų sistema (DNS) (žr. Domenas informatikos srityje). 1988 m. buvo sukurtas pokalbių protokolas [interneto paslauga, skirta realiuoju laiku siųsti tekstinius pranešimus (IRC – Internet Relay Chat)]. 1989 m. buvo įgyvendintas Web projektas (žr. Pasaulinis tinklas) sukūrė T. Bernersas Lee. 2012-06-06 - reikšminga diena interneto istorijoje: pagrindiniai interneto tiekėjai, įrangos gamintojai kompiuterių tinklai ir interneto įmonės pradėjo naudoti IPv6 protokolą (kartu su IPv4 protokolu), praktiškai spręsdamos IP adresų trūkumo problemą (žr. Internetą). Didelį interneto plėtros tempą skatina tai, kad nuo pat jo atsiradimo profesionalai, užsiimantys mokslinėmis ir techninėmis interneto kūrimo užduotimis, nedelsdami keičiasi idėjomis ir sprendimais, naudodamiesi jo galimybėmis. Internetas tapo infrastruktūrine žmogaus ir mašinos aplinkos platforma problemoms spręsti. Jis tarnauja kaip komunikacijos infrastruktūra El. paštas, žiniatinklis, paieškos varikliai, Interneto telefonija(IP-telefonija) ir kitos interneto paslaugos, naudojamos švietimo, mokslo, ekonomikos, viešojo administravimo ir kitose veiklos srityse. Interneto pagrindu sukurtos elektroninės paslaugos leido sėkmingai funkcionuoti įvairiems komerciniams ir nekomerciniams interneto subjektams: internetinėms parduotuvėms, socialiniams tinklams [Facebook (Facebook), VKontakte, Twitter (Twitter) ir kt.], paieškos sistemoms [ Google (Google), Yandex (Yandex) ir kt.], enciklopediniai žiniatinklio ištekliai [Wikipedia (Wikipedia), Webopedia ir kt.], elektroninės bibliotekos [World Digital Library (World Digital Library), Scientific Electronic Library eLibrary ir kt.], įmonių ir vyriausybės informaciniai portalai ir kt.

Nuo 2000-ųjų interneto sprendimų skaičius intensyviai augo – „Smart House“, „Smart Grid“ ir kt., įkūnijančių daiktų interneto koncepciją. Sėkmingai plėtojami M2M sprendimai (M2M - Machine-to-Machine), paremti mašinų tarpusavio sąveikos informacinėmis technologijomis ir skirti stebėti temperatūros jutiklius, elektros skaitiklius, vandens skaitiklius ir kt.; judančių objektų buvimo vietos sekimas remiantis GLONASS ir GPS sistemomis (žr. Palydovinė padėties nustatymo sistema); prieigos prie saugomų objektų kontrolė ir kt.

Oficiali informatikos registracija SSRS. Informatika SSRS oficialiai įforminta 1983 m., kai SSRS mokslų akademijoje buvo suformuota Informatikos, kompiuterių inžinerijos ir automatikos katedra. Jai priklausė tais pačiais metais įkurtas SSRS mokslų akademijos Informatikos problemų institutas, taip pat SSRS mokslų akademijos Taikomosios matematikos institutas, SSRS mokslų akademijos Skaičiavimo centras, Informacijos perdavimo institutas. SSRS mokslų akademijos ir daugelio kitų institutų problemos. Pirmajame etape pagrindiniais buvo laikomi masinės skaičiavimo įrangos ir jais pagrįstų sistemų techninės ir programinės įrangos tyrimai. Gauti rezultatai turėjo tapti pagrindu kuriant buitinių asmeninių kompiuterių (PC) šeimą ir jų pritaikymą mokslinės, edukacinės ir kitos aktualios veiklos informatizavimui.

Problemos ir perspektyvos

Metodinė pagalba kuriant asmeninę s-aplinką. Ateinančiais metais viena iš s-aplinkos tobulinimo metodinės paramos aktualijų bus siejama su personalizuotų problemų sprendimo sistemų kūrimu, kurių techninė įranga talpinama į vartotojo įrangą. Pažangių belaidžių technologijų spartos jau pakanka daugeliui problemų, susijusių su interneto paslaugomis, išspręsti. Tikimasi, kad iki 2025 m. belaidžio ryšio technologijų greitis ir paplitimas pasieks tokį lygį, kai dalis šiandieninių laidinių sąsajų bus pakeista belaidėmis. Interneto paslaugų kainų mažinimas taip pat prisidės prie vartotojų s-aplinkos personalizavimo technologijų populiarinimo. Aktualios problemos, susijusios su s-aplinkos personalizavimu, yra šios: pažangesnių simbolinių ir kodavimo sistemų kūrimas; Asmens siunčiamų garso ir lytėjimo pranešimų konvertavimas į aparatinę-programinę įrangą į grafiką, pavaizduotą teksto, hiperteksto, specialiųjų simbolių ir vaizdų kompozicija; belaidžių sąsajų [pirmiausia vaizdo sąsajų (išvestis vartotojo pasirinkimu: ant specialių akinių, monitoriaus ekranų, televizoriaus ar kito vaizdo išvesties įrenginio)] technologinis tobulinimas ir suvienodinimas.

Metodinė pagalba kuriant asmeninę s-aplinką turėtų būti paremta dirbtinio intelekto srities tyrimų rezultatais, kurių tikslas – sukurti ne mašininį žmogaus intelekto simuliatorių, o išmanųjį, žmogaus valdomą partnerį. Asmeninės s-aplinkos kūrimo technologijų kūrimas apima nuotolinio mokymosi, sąveikos ir kt. metodikos tobulinimą.

Straipsnių sąrašas

1. Informacijos matavimas – abėcėlinis metodas

2. Informacijos matavimas – prasmingas požiūris

3. Informaciniai procesai

4. Informacija

5. Kibernetika

6. Kodavimo informacija

7. Informacijos apdorojimas

8. Informacijos perdavimas

9. Skaičių vaizdavimas

10. Skaičių sistemos

11. Informacijos saugojimas

Pagrindiniai informatikos mokslo studijų objektai yra informacija ir informaciniai procesai. Informatika kaip savarankiškas mokslas iškilo XX amžiaus viduryje, tačiau mokslinis susidomėjimas informacija ir šios srities tyrimais atsirado anksčiau.

XX amžiaus pradžioje aktyviai vystėsi techninės ryšio priemonės (telefonas, telegrafas, radijas).
Šiuo atžvilgiu atsiranda mokslinė kryptis „Ryšio teorija“. Jo raida davė pradžią kodavimo teorijai ir informacijos teorijai, kurių įkūrėjas buvo amerikiečių mokslininkas C. Shannon. Informacijos teorija išsprendė problemą matavimai informacija perduodami ryšio kanalais. Yra du informacijos matavimo būdai: reikšmingas ir abėcėlės tvarka.

Svarbiausias komunikacijos teorijos uždavinys – kova su informacijos praradimu duomenų perdavimo kanaluose. Sprendžiant šią problemą buvo suformuota teorija kodavimas , kurios metu buvo išrasti informacijos pateikimo būdai, kurie leido perduoti pranešimo turinį adresatui be iškraipymų, net ir praradus perduodamą kodą. Šie moksliniai rezultatai turi didelę reikšmę ir šiandien, kai informacijos srautų techninės komunikacijos kanalais apimtys išaugo daugybe dydžių.

Šiuolaikinės informatikos pirmtakas buvo „Kibernetikos“ mokslas, įkurtas N. Wienerio darbais 1940-ųjų pabaigoje – 50-ųjų pradžioje. Kibernetikoje buvo gilinamasi į informacijos sampratą, nustatyta informacijos vieta valdymo sistemose gyvuose organizmuose, socialinėse ir techninėse sistemose. Kibernetika tyrinėjo programų valdymo principus. Kartu su pirmųjų kompiuterių atsiradimu kibernetika padėjo mokslinius pagrindus tiek konstruktyviam jų vystymuisi, tiek daugeliui pritaikymų.

EVM (kompiuteris) - automatinis įrenginys, skirtas informacinėms problemoms spręsti diegiant informacinius procesus: saugykla, apdorojimas ir informacijos perdavimas. Informacinių procesų pagrindinių principų ir modelių aprašymas taip pat remiasi informatikos teoriniais pagrindais.

Kompiuteris dirba ne su informacijos turiniu, kurį gali suvokti tik žmogus, o su informaciją reprezentuojančiais duomenimis. Todėl svarbiausias kompiuterinių technologijų uždavinys yra informacijos pateikimas joms apdoroti tinkamų duomenų pavidalu. Duomenys ir programos koduojami dvejetaine forma. Bet kokio tipo duomenų apdorojimas kompiuteryje sumažinamas iki skaičiavimų su dvejetainiais skaičiais. Todėl kompiuterinės technologijos dar vadinamos skaitmeninėmis. Skaičių sistemų samprata, apie skaičių vaizdavimas kompiuteriuose priklauso pagrindinėms informatikos sąvokoms.

Sąvoka „kalba“ kilusi iš lingvistikos. Kalba - tai yra Informacijos, naudojamos jai saugoti ir perduoti, simbolinio vaizdavimo sistema. Kalbos sąvoka yra viena iš pagrindinių informatikos sąvokų, nes ir duomenys, ir programos kompiuteryje vaizduojami kaip simbolinės struktūros. Kompiuterio ir žmogaus bendravimo kalba vis labiau artėja prie natūralios kalbos formų.

Algoritmų teorija priklauso pagrindiniams informatikos pagrindams. koncepcija algoritmas pristatomas straipsnyje „Informacijos tvarkymas“. Ši tema išsamiai nagrinėjama penktoje enciklopedijos dalyje.

1. Informacijos matavimas. Abėcėlinis požiūris

Matuojant naudojamas abėcėlinis metodas informacijos kiekis tekste, vaizduojamame kaip kokios nors abėcėlės simbolių seka. Šis požiūris nesusijęs su teksto turiniu. Informacijos kiekis šiuo atveju vadinamas teksto informacijos apimtis, kuris yra proporcingas teksto dydžiui – tekstą sudarančių simbolių skaičiui. Kartais toks informacijos matavimo metodas vadinamas tūriniu.

Kiekvienas teksto veikėjas neša tam tikrą informacijos kiekį. Jis vadinamas simbolio informacijos svoris. Todėl teksto informacijos apimtis yra lygi visų tekstą sudarančių simbolių informacijos svorių sumai.

Čia daroma prielaida, kad tekstas yra nuosekli sunumeruotų simbolių eilutė. (1) formulėje i 1 žymi pirmojo teksto simbolio informacinį svorį, i 2 - antrojo teksto simbolio informacinis svoris ir kt.; K- teksto dydžio, t.y. viso teksto simbolių skaičiaus.

Visas tekstams rašyti naudojamas skirtingų simbolių rinkinys vadinamas abėcėlės tvarka. Abėcėlės dydis yra sveikasis skaičius, vadinamas abėcėlės galia. Reikėtų nepamiršti, kad abėcėlė apima ne tik tam tikros kalbos raides, bet ir visus kitus rašmenis, kurie gali būti naudojami tekste: skaičiai, skyrybos ženklai, įvairūs skliaustai, tarpai ir kt.

Simbolių informacijos svoriai gali būti nustatomi dviem apytiksliais būdais:

1) darant vienodą bet kurio teksto simbolio tikimybę (tokį patį pasireiškimo dažnį);

2) atsižvelgiant į skirtingą įvairių simbolių tekste tikimybę (skirtingą pasireiškimo dažnumą).

Lygios simbolių tikimybės aproksimacija tekste

Jei darysime prielaidą, kad bet kuriame tekste visi abėcėlės ženklai pasirodo vienodai dažnai, tai visų simbolių informacijos svoris bus vienodas. Leisti N- abėcėlės galia. Tada bet kurio simbolio dalis tekste yra 1/ N teksto dalis. Pagal tikimybės apibrėžimą (plg. „Informacijos matavimas. Turinio požiūris“) ši reikšmė lygi simbolio atsiradimo tikimybei kiekvienoje teksto vietoje:

Pagal K. Šenono formulę (žr. „Informacijos matavimas. Turinio požiūris“), simbolio turimos informacijos kiekis apskaičiuojamas taip:

i = log2(1/ p) = log2 N(šiek tiek) (2)

Todėl simbolio informacinis svoris ( i) ir abėcėlės kardinalumas ( N) yra tarpusavyje sujungti Hartley formule (žr. Informacijos matavimas. Turinio požiūris“ )

2 i = N.

Žinant vieno simbolio informacinį svorį ( i) ir teksto dydis, išreikštas simbolių skaičiumi ( K), galite apskaičiuoti teksto informacijos apimtį naudodami formulę:

aš = K · i (3)

Ši formulė yra tam tikra (1) formulės versija tuo atveju, kai visi simboliai turi vienodą informacijos svorį.

Iš (2) formulės išplaukia, kad at N= 2 (dvejetainė abėcėlė) vieno simbolio informacijos svoris yra 1 bitas.

Abėcėlinio požiūrio į informacijos matavimą požiūriu 1 bitas -yra dvinarės abėcėlės simbolio informacinis svoris.

Didesnis informacijos vienetas yra baitas.

1 baitas -yra 256 laipsnio abėcėlės simbolio informacinis svoris.

Kadangi 256 \u003d 2 8, tada ryšys tarp bito ir baito išplaukia iš Hartley formulės:

2 i = 256 = 2 8

Iš čia: i= 8 bitai = 1 baitas

Kompiuteryje saugomiems ir apdorotiems tekstams pavaizduoti dažniausiai naudojama 256 simbolių talpa abėcėlė. Vadinasi,
1 tokio teksto simbolis „sveria“ 1 baitą.

Be bitų ir baitų, informacijai matuoti taip pat naudojami didesni vienetai:

1 KB (kilobaitas) = ​​2 10 baitų = 1024 baitai,

1 MB (megabaitas) = ​​2 10 KB = 1024 KB,

1 GB (gigabaitas) = ​​2 10 MB = 1024 MB.

Skirtingos simbolių atsiradimo tekste tikimybės aproksimacija

Šis apytikslis skaičiavimas atsižvelgia į tai, kad realiame tekste skirtingi simboliai pasitaiko skirtingais dažniais. Iš to išplaukia, kad skirtingų simbolių atsiradimo tam tikroje teksto vietoje tikimybės yra skirtingos, todėl skiriasi ir jų informacinis svoris.

Statistinė rusiškų tekstų analizė rodo, kad raidės „o“ dažnis yra 0,09. Tai reiškia, kad kas 100 simbolių raidė „o“ pasitaiko vidutiniškai 9 kartus. Tas pats skaičius rodo tikimybę, kad raidė „o“ atsiras tam tikroje teksto vietoje: p o = 0,09. Iš to išplaukia, kad rusiškame tekste raidės „o“ informacinis svoris yra lygus:

Rečiausia raidė tekstuose yra raidė „f“. Jo dažnis yra 0,002. Iš čia:

Iš to išplaukia kokybinė išvada: retų raidžių informacinis svoris yra didesnis už dažnai pasitaikančių raidžių svorį.

Kaip apskaičiuoti teksto informacijos tūrį, atsižvelgiant į skirtingus abėcėlės simbolių informacijos svorius? Tai atliekama pagal šią formulę:

Čia N- abėcėlės dydis (galia); nj- simbolio numerio pasikartojimų skaičius j tekste; i j- simbolio numerio informacinis svoris j.

Abėcėlinis požiūris į informatikos kursą mokyklos įkūrimo metu

Pagrindinės mokyklos informatikos kursuose mokinių pažintis su abėcėliniu informacijos matavimo metodu dažniausiai vyksta kompiuterinio informacijos vaizdavimo kontekste. Pagrindinis teiginys skamba taip:

Informacijos kiekis matuojamas dvejetainio kodo, su kuriuo ši informacija yra pavaizduota, dydžiu.

Kadangi bet kokia informacija kompiuterio atmintyje pateikiama dvejetainio kodo forma, šis apibrėžimas yra universalus. Jis galioja simbolinei, skaitinei, grafinei ir garsinei informacijai.

Vienas simbolis ( iškrovimas)dvejetainis kodas neša 1truputis informacijos.

Aiškinant teksto informacijos apimties matavimo metodą pagrindiniame informatikos kurse, šis klausimas atskleidžiamas per tokią sąvokų seką: abėcėlė-simbolio dvejetainio kodo dydis-teksto informacijos apimtis.

Samprotavimo logika atsiskleidžia nuo konkrečių pavyzdžių iki bendros taisyklės gavimo. Tegul kurios nors kalbos abėcėlėje būna tik 4 simboliai. Pažymime juos:, , , . Šiuos simbolius galima užkoduoti naudojant keturis dviženklius dvejetainius kodus: - 00, - 01, - 10, - 11. Čia naudojami visi dviejų ženklų išdėstymo variantai, kurių skaičius yra 2 2 = 4. A. 4 simbolių abėcėlė yra lygi dviem bitams.

Kitas ypatingas atvejis yra 8 simbolių abėcėlė, kurios kiekvienas simbolis gali būti užkoduotas 3 bitų dvejetainiu kodu, nes dviejų simbolių išdėstymo skaičius grupėse po 3 yra 2 3 = 8. Todėl informacijos svoris simbolis iš 8 simbolių abėcėlės yra 3 bitai. ir kt.

Apibendrindami konkrečius pavyzdžius, gauname bendrą taisyklę: naudojant b- bitų dvejetainį kodą, galite užkoduoti abėcėlę, kurią sudaro N = 2 b- personažai.

1 pavyzdys. Tekstui rašyti naudojamos tik mažosios rusiškos abėcėlės raidės, o žodžiams atskirti – tarpas. Kokia yra 2000 simbolių (vieno atspausdinto puslapio) teksto informacijos apimtis?

Sprendimas. Rusų abėcėlėje yra 33 raidės. Sumažinus jį dviem raidėmis (pavyzdžiui, „ё“ ir „й“) ir įvedus tarpo simbolį, gauname labai patogų simbolių skaičių – 32. Naudodami simbolių lygios tikimybės aproksimaciją rašome Hartley formulę:

2i= 32 = 2 5

Iš čia: i= 5 bitai - kiekvieno rusų abėcėlės simbolio informacinis svoris. Tada viso teksto informacijos apimtis yra lygi:

I = 2000 5 = 10 000 šiek tiek

2 pavyzdys. Apskaičiuokite 2000 simbolių teksto, kurio įraše naudojama 256 talpos tekstų kompiuterinio atvaizdavimo abėcėlė, informacijos apimtį.

Sprendimas. Šioje abėcėlėje kiekvieno simbolio informacijos svoris yra 1 baitas (8 bitai). Todėl teksto informacijos apimtis yra 2000 baitų.

Atliekant praktines užduotis šia tema, svarbu ugdyti mokinių gebėjimus konvertuoti informacijos kiekį į skirtingus vienetus: bitai – baitai – kilobaitai – megabaitai – gigabaitai. Jei teksto informacijos apimtį iš 2 pavyzdžio perskaičiuosime į kilobaitus, gautume:

2000 baitų = 2000/1024 1,9531 KB

3 pavyzdys. Pranešimo, kurį sudaro 2048 simboliai, tūris buvo 1/512 megabaitų. Kokio dydžio abėcėlė, kuria rašomas pranešimas?

Sprendimas. Išverskime pranešimo informacijos tūrį iš megabaitų į bitus. Norėdami tai padaryti, šią vertę padauginame du kartus iš 1024 (gauname baitus) ir vieną kartą iš 8:

I = 1/512 1024 1024 8 = 16384 bitai.

Kadangi toks informacijos kiekis yra 1024 simboliai ( Į), tada vienas simbolis reiškia:

aš = aš/K= 16 384/1024 = 16 bitų.

Iš to išplaukia, kad naudojamos abėcėlės dydis (galia) yra 2 16 = 65 536 simboliai.

Tūrinis metodas informatikos kurse vidurinėje mokykloje

Studijuodami informatiką 10–11 klasėse pagrindinio bendrojo lavinimo lygmenyje, mokiniai gali palikti žinias apie tūrinį informacijos matavimo metodą tame pačiame lygyje, kaip aprašyta aukščiau, t.y. dvejetainio kompiuterio kodo kiekio kontekste.

Studijuojant informatiką profilio lygmeniu, tūrinis požiūris turėtų būti nagrinėjamas iš bendresnių matematinių pozicijų, pasitelkiant idėjas apie simbolių dažnumą tekste, apie tikimybes ir tikimybių ryšį su simbolių informaciniais svoriais.

Žinios apie šias problemas yra svarbios norint giliau suprasti vienodo ir nevienodo dvejetainio kodavimo skirtumus (žr. „Informacijos kodavimas“), suprasti kai kuriuos duomenų glaudinimo būdus (žr. „Duomenų suspaudimas“) ir kriptografinius algoritmus (žr "Kriptografija" ).

4 pavyzdys. MUMU genties abėcėlėje yra tik 4 raidės (A, U, M, K), vienas skyrybos ženklas (taškas) ir tarpas naudojamas žodžiams atskirti. Suskaičiuota, kad populiariame romane „Mumuka“ yra tik 10 000 simbolių, iš kurių: raidžių A – 4000, raidžių U – 1000, raidžių M – 2000, raidžių K – 1500, taškų – 500, tarpų – 1000. Kiek informacijos yra knyga?

Sprendimas. Kadangi knygos apimtis gana didelė, galima daryti prielaidą, kad kiekvieno iš jo paskaičiuoto abėcėlės simbolio atsiradimo dažnis tekste būdingas bet kokiam tekstui MUMU kalba. Paskaičiuokime kiekvieno simbolio pasireiškimo dažnumą visame knygos tekste (t.y. tikimybę) ir veikėjų informacinius svorius.

Bendras informacijos kiekis knygoje apskaičiuojamas kaip kiekvieno simbolio informacinio svorio sandaugų suma ir šio simbolio pasikartojimų skaičius knygoje:

2. Informacijos matavimas. Turinio požiūris

1) asmuo gauna pranešimą apie kokį nors įvykį; kol žinoma iš anksto žinių neapibrėžtumas asmuo apie numatomą įvykį. Žinių neapibrėžtumas gali būti išreikštas arba galimų įvykio variantų skaičiumi, arba numatomų įvykio variantų tikimybe;

2) dėl pranešimo gavimo pašalinamas žinių neapibrėžtumas: iš tam tikro galimo variantų skaičiaus pasirinktas vienas;

3) formule apskaičiuojamas informacijos kiekis gautame pranešime, išreikštas bitais.

Formulė, naudojama informacijos kiekiui apskaičiuoti, priklauso nuo situacijų, kurios gali būti dvi:

1. Visi galimi įvykio variantai yra vienodai tikėtini. Jų skaičius yra baigtinis ir lygus N.

2. Tikimybės ( p) galimi renginio variantai yra skirtingi ir jie žinomi iš anksto:

(p i ), i = 1.. N. Čia dar N- galimų renginio variantų skaičius.

Neįtikėtini įvykiai. Jei žymimas ižinutėje esančios informacijos kiekis, kad vienas iš N lygiaverčiai tikėtini įvykiai, tada kiekiai i ir N yra tarpusavyje sujungti pagal Hartley formulę:

2i=N (1)

Vertė i matuojamas bitais. Iš to darytina išvada:

1 bitas yra informacijos kiekis pranešime apie vieną iš dviejų vienodai tikėtinų įvykių.

Hartley formulė yra eksponentinė lygtis. Jeigu i yra nežinomas dydis, tada (1) lygties sprendimas bus:

i = log 2 N (2)

Formulės (1) ir (2) yra identiškos viena kitai. Kartais literatūroje Hartley formulė vadinama (2).

1 pavyzdys. Kiek žinutėje yra informacijos, kad pikų dama buvo paimta iš kortų kaladės?

Kaldėje yra 32 kortos. Sumaišytoje kaladėje bet kurios kortos praradimas yra visiškai tikėtinas įvykis. Jeigu i- informacijos kiekis pranešime, kad tam tikra korta krito (pavyzdžiui, pikų dama), tada iš Hartley lygties:

2 i = 32 = 2 5

Iš čia: i= 5 bitai.

2 pavyzdys. Kiek žinutėje yra informacijos apie veido su skaičiumi 3 metimą ant šešiakampio kauliuko?

Laikydami bet kurio veido praradimą taip pat tikėtinu įvykiu, parašome Hartley formulę: 2 i= 6. Taigi: i= log 2 6 = 2,58496 šiek tiek.

Netikėtini įvykiai (tikimybinis metodas)

Jeigu kokio nors įvykio tikimybė yra p, a i(bitas) yra informacijos kiekis pranešime, kad įvyko šis įvykis, tada šios reikšmės yra susietos pagal formulę:

2 i = 1/p (3)

Sprendžiant eksponentinę lygtį (3) atžvilgiu i, mes gauname:

i = log 2 (1/ p) (4)

(4) formulę pasiūlė K. Šenonas, todėl ji vadinama Šenono formule.

Informacijos kiekio žinutėje ir jos turinio santykio aptarimas gali vykti įvairiais gylio lygiais.

Kokybiškas požiūris

Kokybiškas požiūris, kuris gali būti naudojamas informatikos pagrindinio kurso (5–7 kl.) arba pagrindinio kurso (8–9 kl.) propedeutikos lygiu.

Šiame studijų lygmenyje aptariama ši sąvokų grandinė: informacija – pranešimas – pranešimo informatyvumas.

originali pakuotė: informacija– tai žmonių žinios, kurias jie gauna iš įvairių žinučių. Kitas klausimas: kas yra žinutė? Pranešimas- tai informacijos srautas (duomenų srautas), kuris informacijos perdavimo procese pasiekia ją gaunantį subjektą.Žinia yra ir kalba, kurios klausomės (radijo žinutė, mokytojo paaiškinimas), ir mūsų suvokiami vaizdiniai vaizdai (filmas per televizorių, šviesoforas), ir skaitomos knygos tekstas ir pan.

klausimas apie informatyvus pranešimas Turėčiau aptarti mokytojo ir mokinių pateiktus pavyzdžius. Taisyklė: informatyvuspaskambinsimžinutę, kuris papildo žmogaus žinias, t.y. neša jam informaciją. Skirtingiems žmonėms ta pati žinutė savo informatyvumu gali skirtis. Jeigu informacija „sena“, t.y. žmogus tai jau žino, arba žinutės turinys žmogui neaiškus, tuomet ši žinutė jam nėra informatyvi. Informatyvus yra pranešimas, kuriame yra nauja ir suprantama intelektas.

Neinformatyvių žinučių 8 klasės mokiniui pavyzdžiai:

1) „Prancūzijos sostinė – Paryžius“ (nenauja);

2) „Koloidinė chemija tiria sistemų, turinčių didelį suskaidymo laipsnį, sklaidos būsenas“ (neaišku).

Informacinės žinutės pavyzdys (tiems, kas to nežinojo): „Eifelio bokšto aukštis – 300 metrų, o svoris – 9000 tonų.

Sąvokos „informatyvus pranešimo turinys“ įvedimas yra pirmasis požiūris į informacijos matavimo turinio koncepcijoje tyrimą. Jeigu žinutė žmogui nėra informatyvi, tai joje esančios informacijos kiekis šio asmens požiūriu yra lygus nuliui. Informacijos kiekis informaciniame pranešime yra didesnis nei nulis.

Kiekybinis lygiavertiškumo aproksimacijos metodas

Šio metodo galima mokytis arba išplėstiniame pagrindinio kurso variante pagrindinėje mokykloje, arba studijuojant informatiką 10–11 klasėse pagrindiniame lygmenyje.

Nagrinėjama tokia sąvokų grandinė: lygiaverčiai įvykiai - žinių neapibrėžtumas - bitas kaip informacijos vienetas - Hartley formulę - N eksponentinės lygties sprendimas, lygus sveikojo skaičiaus dviejų laipsniams.

Koncepcijos atskleidimas lygiavertiškumas, reikėtų remtis intuityviu vaikų vaizdavimu, paremti tai pavyzdžiais. Įvykiai yra vienodai tikėtinijei nė vienas iš jų neturi pranašumo prieš kitus.

Pristačius konkretų bito apibrėžimą, kuris buvo pateiktas aukščiau, jis turėtų būti apibendrintas:

Žinia, kuri sumažina žinių neapibrėžtumą 2 kartus, neša 1 bitasinformacija.

Šį apibrėžimą patvirtina pranešimų pavyzdžiai apie vieną įvykį iš keturių (2 bitai), iš aštuonių (3 bitai) ir pan.

Šiame lygyje jūs negalite diskutuoti apie vertybes N, nėra lygus sveikųjų skaičių laipsniams dviejų, kad nesusidurtų su logaritmų skaičiavimo problema, kuri dar nebuvo ištirta matematikos kursuose. Jei vaikams kyla klausimų, pavyzdžiui: „Kiek žinutėje yra informacijos apie šešiakampio kauliuko metimo rezultatą“, paaiškinimas gali būti sudarytas taip. Iš Hartley lygties: 2 i= 6. Nuo 2 2< 6 < 2 3 , следовательно, 2 < i < 3. Затем сообщить более точное значение (с точностью до пяти знаков после запятой), что i= 2,58496 bitai. Atminkite, kad naudojant šį metodą informacijos kiekis gali būti išreikštas trupmenine verte.

Tikimybinis požiūris į informacijos matavimą

Ją galima mokytis 10–11 klasėse kaip bendrojo ugdymo kurso specializuoto lygio arba pasirenkamajame informatikos matematinių pagrindų kurse. Čia turi būti pateiktas matematiškai teisingas tikimybės apibrėžimas. Be to, mokiniai turėtų žinoti logaritminę funkciją ir jos ypatybes, mokėti spręsti eksponentines lygtis.

Pristatant tikimybės sąvoką, reikia pranešti, kad įvykio tikimybė yra reikšmė, kurios reikšmes gali būti nuo nulio iki vieneto. Neįmanomo įvykio tikimybė lygi nuliui(pvz.: „rytoj saulė nepakils virš horizonto“), tam tikro įvykio tikimybė lygi vienetui(pvz.: „Rytoj saulė pakils virš horizonto“).

Tokia nuostata: kokio nors įvykio tikimybė nustatoma atliekant kelis stebėjimus (matavimus, bandymus). Tokie matavimai vadinami statistiniais. Ir kuo daugiau matavimų atliekama, tuo tiksliau nustatoma įvykio tikimybė.

Matematinis tikimybės apibrėžimas yra toks: tikimybėyra lygus šiam įvykiui palankių baigčių skaičiaus ir bendro vienodai galimų baigčių skaičiaus santykiui.

3 pavyzdys. Autobusų stotelėje sustoja du maršrutų autobusai: Nr. 5 ir Nr. 7. Mokiniui pateikiama užduotis: nustatyti, kiek informacijos yra pranešime, kad autobusas Nr. 5 privažiavo prie stotelės, ir kiek. žinutėje yra informacija, kad prie 7 privažiavo autobusas Nr.5.

Studentas atliko tyrimą. Per visą darbo dieną jis suskaičiavo, kad autobusai prie stotelės privažiavo 100 kartų. Iš jų 5 autobusas privažiavo 25 kartus, o 7 – 75. Darant prielaidą, kad kitomis dienomis autobusai važiuoja tokiu pat dažniu, studentas apskaičiavo 5 autobuso tikimybę stotelėje: p 5 = 25/100 = 1/4, o autobuso Nr. 7 neršto tikimybė yra: p 7 = 75/100 = 3/4.

Taigi pranešimo apie 5 autobusą informacijos kiekis yra toks: i 5 = log 2 4 = 2 bitai. Informacijos kiekis žinutėje apie 7 autobusą yra:

i 7 \u003d log 2 (4/3) \u003d log 2 4 - log 2 3 \u003d 2 - 1,58496 \u003d 0,41504 šiek tiek.

Atkreipkite dėmesį į šią kokybinę produkciją: kuo mažesnė įvykio tikimybė, tuo didesnis informacijos kiekis pranešime apie jį. Informacijos apie tam tikrą įvykį kiekis lygus nuliui. Pavyzdžiui, pranešimas „Ateis rytojaus rytas“ yra patikimas ir jo tikimybė lygi vienetui. Iš (3) formulės išplaukia: 2 i= 1/1 = 1. Taigi, i= 0 bitų.

Hartley formulė (1) yra specialus (3) formulės atvejis. Jei galima N vienodai tikėtini įvykiai (monetos, kauliuko metimo rezultatas ir pan.), tada kiekvieno galimo varianto tikimybė yra lygi p = 1/N. Pakeitę į (3), vėl gauname Hartley formulę: 2 i = N. Jei 3 pavyzdyje autobusai Nr.5 ir Nr.7 sustotų po 100 kartų po 50, tai kiekvieno iš jų atsiradimo tikimybė būtų lygi 1/2. Todėl žinutėje informacijos kiekis apie kiekvieno autobuso atvykimą yra i= log 2 2 = 1 bitas. Priėjome gerai žinomą pranešimo apie vieną iš dviejų vienodai tikėtinų įvykių informacijos turinio variantą.

4 pavyzdys. Apsvarstykite kitą magistralės problemos versiją. Stotelėje sustoja autobusai Nr.5 ir Nr.7. Pranešime, kad prie stotelės privažiavo autobusas Nr.5, yra 4 bitai informacijos. Tikimybė, kad stotelėje pasirodys autobusas Nr. 7, yra du kartus mažesnė už tikimybę, kad atsiras autobusas Nr. 5. Kiek bitų informacijos yra pranešime apie stotelėje pasirodantį autobusą Nr. 7?

Problemos sąlygą rašome tokia forma:

i 5 = 4 bitai, p 5 = 2 p 7

Prisiminkite ryšį tarp tikimybės ir informacijos kiekio: 2 i = 1/p

Iš čia: p = 2 –i

Pakeitę lygybę iš problemos sąlygos, gauname:

Iš gauto rezultato išplaukia išvada: įvykio tikimybės sumažėjimas 2 kartus padidina pranešimo apie jį informacinį turinį 1 bitu. Akivaizdi ir priešinga taisyklė: įvykio tikimybės padidėjimas 2 kartus sumažina pranešimo apie jį informacinį turinį 1 bitu. Žinant šias taisykles, ankstesnė problema gali būti išspręsta „galvoje“.

3. Informaciniai procesai

Informatikos mokslo studijų dalykas yra informacija ir informaciniai procesai. Kadangi nėra vieno visuotinai priimto informacijos apibrėžimo (plg. "Informacija"), taip pat nėra vienybės aiškinant „informacinių procesų“ sąvoką.

Pažiūrėkime į šios sąvokos supratimą iš terminologinės pozicijos. Žodis procesas reiškia tam tikras įvykis, įvykęs laiku: bylinėjimasis, gamybos procesas, ugdymo procesas, gyvų organizmų augimo procesas, naftos perdirbimo procesas, kuro deginimo procesas, erdvėlaivio skrydžio procesas ir kt. Kiekvienas procesas yra susijęs su kai kuriais veiksmai atlieka žmogus, gamtos jėgos, techniniai prietaisai, taip pat dėl ​​jų sąveikos.

Kiekvienas procesas turi įtakos objektas Raktažodžiai: atsakovas, studentai, nafta, kuras, erdvėlaivis. Jeigu procesas siejamas su kryptinga žmogaus veikla, tai tokiu žmogumi galima vadinti proceso vykdytojas: teisėjas, mokytojas, astronautas. Jei procesas vykdomas automatinio įrenginio pagalba, tai jis yra proceso vykdytojas: cheminis reaktorius, automatinė kosminė stotis.

Aišku, informaciniuose procesuose įtakos objektas yra informacija. Vadovėlyje S.A. Bešenkova, E.A. Rakitina pateikia tokį apibrėžimą: „Pati bendriausia forma informacijos procesas apibrėžiamas kaip nuoseklių veiksmų (operacijų), atliekamų su informacija (duomenų, informacijos, faktų, idėjų, hipotezių, teorijų ir kt.) forma. pasiekti kokį nors rezultatą (pasiekimus). tikslus).

Tolesnė „informacijos procesų“ sąvokos analizė priklauso nuo požiūrio į informacijos sampratą, nuo atsakymo į klausimą: „Kas yra informacija?“. Jei priimti atributinis požiūris į informaciją (plg. "Informacija"), tuomet reikėtų pripažinti, kad informaciniai procesai vyksta ir gyvojoje, ir negyvojoje gamtoje. Pavyzdžiui, dėl fizinės sąveikos tarp Žemės ir Saulės, tarp elektronų ir atomo branduolio, tarp vandenyno ir atmosferos. Iš pozicijos funkcinis sampratos informaciniai procesai vyksta gyvuose organizmuose (augaluose, gyvūnuose) ir jų sąveikoje.

NUO antropocentrinis požiūriu, informacinių procesų vykdytojas yra asmuo. Informaciniai procesai yra žmogaus sąmonės (mąstymo, intelekto) funkcija. Jas žmogus gali atlikti savarankiškai, taip pat pasitelkdamas savo sukurtus informacinės veiklos įrankius.

Bet kokia savavališkai sudėtinga asmens informacinė veikla yra sumažinta iki trijų pagrindinių veiksmų su informacija tipų: išsaugojimo, gavimo / perdavimo, apdorojimo. Paprastai vietoj „priėmimo-perdavimo“ jie tiesiog sako „perdavimas“, suprasdami šį procesą kaip dvipusį: perdavimą iš šaltinio į imtuvą (sinonimas žodžiui „gabenimas“).

Informacijos saugojimas, perdavimas ir apdorojimas yra pagrindiniai informacijos procesų tipai.

Šių veiksmų su informacija įgyvendinimas yra susijęs su jos pateikimu duomenų forma. Saugojimui, apdorojimui ir perdavimui naudojami visų rūšių žmogaus informacinės veiklos įrankiai (pavyzdžiui: popierius ir rašiklis, techninio ryšio kanalai, skaičiavimo įrenginiai ir kt.). duomenis.

Jei analizuojame bet kurios organizacijos (įmonės personalo skyriaus, buhalterinės apskaitos, mokslinės laboratorijos), kurios su informacija dirba „senamadiškai“, nenaudojant kompiuterių, veiklą, tai jos veikimui užtikrinti reikalingos trijų rūšių priemonės. veikla:

Popierius ir rašymo priemonės (rašikliai, rašomosios mašinėlės, piešimo priemonės) informacijai fiksuoti saugojimo tikslais;

Ryšio priemonės (kurjeriai, telefonai, paštas) informacijai priimti ir perduoti;

Skaičiavimo priemonės (sąskaitos, skaičiuotuvai) informacijos apdorojimui.

Šiais laikais visos šios informacinės veiklos rūšys vykdomos naudojant kompiuterines technologijas: duomenys saugomi skaitmeninėse laikmenose, perdavimas vyksta naudojant elektroninį paštą ir kitas kompiuterių tinklo paslaugas, skaičiavimai ir kiti apdorojimo būdai atliekami kompiuteriu.

Pagrindinių kompiuterio įrenginių sudėtį lemia būtent tai, kad kompiuteris yra skirtas atlikti saugykla, apdorojimas ir duomenų perdavimas. Norėdami tai padaryti, jis apima atmintį, procesorių, vidinius kanalus ir išorinius įvesties / išvesties įrenginius (žr. "Kompiuteris").

Siekiant terminologiškai atskirti darbo su informacija procesus, atsirandančius žmogaus galvoje, ir darbo su duomenimis procesus, atsirandančius kompiuterinėse sistemose, A.Ya. Friedlandas siūlo juos vadinti skirtingai: pirmasis – informaciniai procesai, antrasis – informaciniai procesai.

Kitą požiūrį į informacinių procesų interpretavimą siūlo kibernetika. Informaciniai procesai vyksta įvairiose valdymo sistemose, kurios vyksta laukinėje gamtoje, žmogaus organizme, socialinėse sistemose, techninėse sistemose (taip pat ir kompiuteryje). Pavyzdžiui, neurofiziologijoje taikomas kibernetinis metodas (plg. "Informacija"), kur fiziologinių procesų valdymas gyvūno ir žmogaus organizme, vykstantis nesąmoningame lygmenyje, laikomas informaciniu procesu. Neuronuose (smegenų ląstelėse) saugomi ir apdorotas informacija perduodama nervinėmis skaidulomis transliacija informacija elektrocheminio pobūdžio signalų pavidalu. Genetika nustatė, kad paveldima informacija saugomi DNR molekulėse, sudarančiose gyvų ląstelių branduolius. Ji nustato organizmo vystymosi programą (t.y. kontroliuoja šį procesą), kuri realizuojama nesąmoningame lygmenyje.

Taigi kibernetinėje interpretacijoje informacijos procesai redukuojami iki informacijos, pateikiamos signalų, įvairaus pobūdžio kodų pavidalu, saugojimo, perdavimo ir apdorojimo.

Bet kuriame informatikos mokymosi mokykloje etape idėjos apie informacinius procesus atlieka sisteminimo metodinę funkciją. Studijuodami kompiuterio įrenginį, studentai turėtų aiškiai suprasti, kokie įrenginiai naudojami duomenims saugoti, apdoroti ir perduoti. Studijuodami programavimą, studentai turėtų atkreipti dėmesį į tai, kad programa veiktų su kompiuterio atmintyje saugomais duomenimis (kaip ir pati programa), kad programos instrukcijos nulemtų procesoriaus veiksmus apdorojant duomenis ir įvesties-išvesties įrenginių veikimą. duomenims priimti ir perduoti. Įvaldant informacines technologijas, reikėtų atkreipti dėmesį į tai, kad šios technologijos taip pat orientuotos į informacijos saugojimą, apdorojimą ir perdavimą.

Žiūrėti straipsnius “ Duomenų saugykla”, “Duomenų apdorojimas”, “Informacijos perdavimas” 2.

4. Informacija

Sąvokos „informacija“ kilmė

Žodis „informacija“ kilęs iš lotynų kalbos informacija, kuris verčiamas kaip patikslinimas, pristatymas. Aiškinamajame žodyne V.I. Dahl neturi žodžio „informacija“. Terminas „informacija“ rusų kalboje pradėtas vartoti nuo XX amžiaus vidurio.

Iš esmės informacijos samprata yra išplitusi dviejose mokslo srityse: komunikacijos teorija ir kibernetika. Komunikacijos teorijos raidos rezultatas buvo informacijos teorijaįkūrė Claude'as Shannonas. Tačiau K. Šenonas nepateikė informacijos apibrėžimo, tuo pačiu apibrėždamas informacijos kiekis. Informacijos teorija skirta informacijos matavimo problemai spręsti.

Moksle kibernetikaįkūrė Norbertas Wieneris, informacijos samprata yra pagrindinė (plg. "Kibernetika" 2). Visuotinai priimta, kad būtent N. Wieneris įvedė informacijos sąvoką į mokslinį vartojimą. Nepaisant to, savo pirmojoje knygoje apie kibernetiką N. Wieneris informacijos neapibrėžia. “ Informacija yra informacija, o ne materija ar energija“, - rašė Wiener. Taigi informacijos samprata, viena vertus, prieštarauja materijos ir energijos sąvokoms, kita vertus, savo bendrumo ir fundamentalumo laipsniu prilyginama šioms sąvokoms. Vadinasi, bent jau aišku, kad informacija yra kažkas, ko negalima priskirti nei medžiagai, nei energijai.

Informacija filosofijoje

Filosofijos mokslas nagrinėja informacijos supratimą kaip pagrindinę sąvoką. Pagal vieną iš filosofinių koncepcijų, informacija yra visko savybė, visi materialūs pasaulio objektai. Ši informacijos samprata vadinama atributinis (informacija yra visų materialių objektų atributas). Informacija pasaulyje atsirado kartu su Visata. Šia prasme informacija yra bet kurios materialios sistemos tvarkingumo, struktūriškumo matas. Pasaulio raidos procesai nuo pradinio chaoso, kilusio po „Didžiojo sprogimo“ iki neorganinių sistemų, vėliau organinių (gyvų) sistemų susidarymo, siejami su informacijos turinio augimu. Šis turinys yra objektyvus, nepriklausomas nuo žmogaus sąmonės. Anglies gabale yra informacijos apie įvykius, vykusius senovėje. Tačiau šią informaciją gali išgauti tik smalsus protas.

Kita filosofinė informacijos samprata vadinama funkcinis. Pagal funkcinį požiūrį, informacija atsirado atsiradus gyvybei, nes ji yra susijusi su sudėtingų savaime besitvarkančių sistemų, apimančių gyvus organizmus ir žmonių visuomenę, funkcionavimu. Galima sakyti ir taip: informacija yra atributas, būdingas tik gyvajai gamtai. Tai vienas esminių bruožų, skiriančių gyvuosius nuo negyvųjų gamtoje.

Trečioji filosofinė informacijos samprata yra antropocentrinis, pagal kurią informacija egzistuoja tik žmogaus sąmonėje, žmogaus suvokime. Informacinė veikla būdinga tik žmogui, atsiranda socialinėse sistemose. Kurdamas informacines technologijas žmogus kuria savo informacinės veiklos įrankius.

Galima sakyti, kad sąvokos „informacija“ vartojimas kasdieniame gyvenime vyksta antropocentriniame kontekste. Natūralu, kad kiekvienas iš mūsų informaciją suvokia kaip žinutes, kuriomis keičiasi žmonės. Pavyzdžiui, žiniasklaida – žiniasklaida yra skirta žinutėms, naujienoms skleisti tarp gyventojų.

Informacija biologijoje

XX amžiuje informacijos samprata persmelkia mokslą visur. Informacinius procesus gyvojoje gamtoje tiria biologija. Neurofiziologija (biologijos skyrius) tiria gyvūnų ir žmonių nervinės veiklos mechanizmus. Šis mokslas kuria organizme vykstančių informacinių procesų modelį. Iš išorės gaunama informacija paverčiama elektrocheminio pobūdžio signalais, kurie iš jutimo organų nervinėmis skaidulomis perduodami į smegenų neuronus (nervines ląsteles). Smegenys perduoda valdymo informaciją to paties pobūdžio signalų pavidalu raumenų audiniams, taip kontroliuodamos judėjimo organus. Aprašytas mechanizmas puikiai dera su N. Wienerio kibernetiniu modeliu (žr. "Kibernetika" 2).

Kitame biologijos moksle – genetikoje vartojama paveldimos informacijos, įterptos į gyvų organizmų (augalų, gyvūnų) ląstelių branduoliuose esančių DNR molekulių struktūrą, samprata. Genetika įrodė, kad ši struktūra yra savotiškas kodas, nulemiantis viso organizmo funkcionavimą: jo augimą, vystymąsi, patologijas ir kt.. Per DNR molekules paveldima informacija perduodama iš kartos į kartą.

Studijuojant informatiką pagrindinėje mokykloje (pagrindiniame kurse), nereikėtų gilintis į informacijos nustatymo problemos sudėtingumą. Informacijos sąvoka pateikiama prasmingame kontekste:

Informacija – tai yra prasmė, turinys žinutėmis, kurias žmogus savo pojūčiais gauna iš išorinio pasaulio.

Informacijos samprata atskleidžiama per grandinę:

žinutė – prasmė – informacija – žinios

Žmogus žinutes suvokia savo pojūčių pagalba (dažniausiai per regą ir klausą). Jeigu žmogus supranta prasmėįterptą į pranešimą, tada galime sakyti, kad ši žinia neša žmogų informacija. Pavyzdžiui, žinutėje nepažįstama kalba nėra informacijos tam asmeniui, tačiau žinutė gimtąja kalba yra suprantama, todėl informatyvi. Suvokta ir atmintyje saugoma informacija pasipildo žinių asmuo. Mūsų žinių- tai susisteminta (susijusi) informacija mūsų atmintyje.

Atskleidžiant informacijos sampratą prasmingo požiūrio požiūriu, reikėtų pradėti nuo intuityvių idėjų apie informaciją, kurią turi vaikai. Patartina pokalbį vesti dialogo forma, užduodant mokiniams klausimus, į kuriuos jie gali atsakyti. Pavyzdžiui, klausimus galima užduoti tokia tvarka.

Papasakokite, iš kur gaunate informaciją?

Tikriausiai išgirsite:

Iš knygų, radijo ir televizijos laidų .

Ryte per radiją išgirdau orų prognozes .

Atsižvelgdamas į šį atsakymą, mokytojas veda mokinius prie galutinės išvados:

Taigi, iš pradžių nežinojai, koks bus oras, bet pasiklausęs radijo pradėjai žinoti. Todėl gavę informacijos gavote naujų žinių!

Taigi mokytojas kartu su mokiniais pasiekia apibrėžimą: informacijažmogui tai yra informacija, papildanti žmogaus žinias, kurias jis gauna iš įvairių šaltinių. Be to, remiantis daugeliu vaikams žinomų pavyzdžių, šis apibrėžimas turėtų būti patvirtintas.

Nustačius ryšį tarp informacijos ir žmonių žinių, neišvengiamai daroma išvada, kad informacija yra mūsų atminties turinys, nes žmogaus atmintis yra žinių saugojimo priemonė. Tokią informaciją tikslinga vadinti vidine, veiklos informacija, kurią turi asmuo. Tačiau žmonės informaciją kaupia ne tik savo atmintyje, bet ir įrašuose popieriuje, magnetinėse laikmenose ir pan.. Tokia informacija gali būti vadinama išorine (žmogaus atžvilgiu). Kad žmogus jį naudotų (pavyzdžiui, pagamintų patiekalą pagal receptą), jis pirmiausia turi jį perskaityti, t.y. paverskite jį vidine forma ir atlikite kai kuriuos veiksmus.

Žinių (taigi ir informacijos) klasifikavimo klausimas yra labai sudėtingas. Moksle yra įvairių požiūrių į tai. Šiuo klausimu ypač užsiima dirbtinio intelekto srities specialistai. Bazinio kurso metu pakanka apsiriboti žinių padalijimu į deklaratyvus ir procedūrinis. Deklaratyvių žinių apibūdinimą galima pradėti žodžiais: „Aš žinau, kad...“. Procedūrinių žinių aprašymas – su žodžiais: „Aš žinau, kaip...“. Lengva pateikti pavyzdžius abiejų rūšių žinioms ir pakviesti vaikus sugalvoti savo pavyzdžių.

Mokytojas turėtų gerai suvokti šių klausimų aptarimo propedeutinę reikšmę būsimam mokinių susipažinimui su kompiuterio įrenginiu ir jo veikimu. Kompiuteris, kaip ir žmogus, turi vidinę – operacinę – atmintį ir išorinę – ilgalaikę atmintį. Žinių skirstymas į deklaratyviąsias ir procedūrines ateityje gali būti siejamas su kompiuterinės informacijos skirstymu į duomenis – deklaratyvią informaciją ir programas – procedūrinę informaciją. Didaktinės žmogaus informacinės funkcijos ir kompiuterio analogijos naudojimas leis mokiniams geriau suprasti kompiuterio konstrukcijos ir veikimo esmę.

Remdamasis pozicija „žmogaus žinios yra saugoma informacija“, mokytojas informuoja mokinius, kad informaciją žmogui neša ir kvapai, skoniai, lytėjimo (lytėjimo) pojūčiai. To esmė labai paprasta: kadangi prisimename pažįstamus kvapus ir skonius, pažįstamus objektus atpažįstame lytėdami, tada šie pojūčiai išsaugomi mūsų atmintyje, vadinasi, yra informacija. Iš čia ir daroma išvada: visų savo pojūčių pagalba žmogus gauna informaciją iš išorinio pasaulio.

Tiek iš esmės, tiek metodologiniu požiūriu labai svarbu atskirti sąvokų „reikšmes“. informacija"ir" duomenis”. Į informacijos vaizdavimą bet kurioje ženklų sistemoje(įskaitant tuos, kurie naudojami kompiuteriuose) terminas turėtų būti vartojamas “duomenis“. BET informacija- tai yra duomenyse esančią, asmens įterptą ir tik asmeniui suprantamą reikšmę.

Kompiuteris dirba su duomenimis: priima įvesties duomenis, juos apdoroja ir perduoda žmogui išvesties duomenis – rezultatus. Semantinį duomenų interpretavimą atlieka asmuo. Nepaisant to, šnekamojoje kalboje, literatūroje dažnai sakoma ir rašoma, kad kompiuteris kaupia, apdoroja, perduoda ir priima informaciją. Tai tiesa, jei kompiuteris nėra atskirtas nuo žmogaus, laikant jį įrankiu, kuriuo žmogus vykdo informacinius procesus.

5. Kibernetika

Žodis „kibernetika“ yra graikų kilmės, pažodžiui reiškiantis valdymo meną.

IV amžiuje prieš Kristų. Platono raštuose šis terminas buvo vartojamas vadybai apibūdinti bendrąja prasme. XIX amžiuje A. Ampère'as pasiūlė kibernetiką vadinti žmonių visuomenės valdymo mokslu.

Šiuolaikine interpretacija kibernetika- mokslas, tiriantis bendruosius valdymo ir santykių dėsnius organizuotose sistemose (mašinose, gyvuose organizmuose, visuomenėje).

Kibernetikos, kaip savarankiško mokslo, atsiradimas siejamas su amerikiečių mokslininko Norberto Wienerio knygų „Cybernetics, or Control and Communication in Animal and Machine“ (1948 m.) ir „Kibernetika ir visuomenė“ 1954 m.

Pagrindinis mokslinis kibernetikos atradimas buvo pateisinimas valdymo dėsnių vienovė natūraliose ir dirbtinėse sistemose. Prie tokios išvados N. Wiener priėjo kurdamas informacinį valdymo procesų modelį.

Norbertas Wieneris (1894–1964), JAV

Panaši schema buvo žinoma automatinio valdymo teorijoje. Wiener apibendrino jį visų tipų sistemoms, abstrahuodamas nuo konkrečių komunikacijos mechanizmų, laikydamas šį ryšį informaciniu.

Grįžtamojo ryšio kontrolės schema

Tiesioginio ryšio kanalu perduodama valdymo informacija – valdymo komandos. Grįžtamojo ryšio kanalas perduoda informaciją apie valdomo objekto būseną, apie jo reakciją į valdymo veiksmą, taip pat apie išorinės aplinkos būklę, kuri dažnai yra reikšmingas valdymo veiksnys.

Kibernetika plėtoja informacijos, kaip komunikacijos kanalais perduodamų signalų turinio, sampratą. Kibernetika plėtoja algoritmo sampratą kaip valdymo informaciją, kurią turi turėti valdymo objektas, kad galėtų atlikti savo darbą.

Kibernetikos atsiradimas vyksta kartu su elektroninių kompiuterių kūrimu. Ryšys tarp kompiuterių ir kibernetikos yra toks glaudus, kad šios sąvokos dažnai buvo įvardijamos šeštajame dešimtmetyje. Kompiuteriai buvo vadinami kibernetinėmis mašinomis.

Ryšys tarp kompiuterių ir kibernetikos egzistuoja dviem aspektais. Pirma, kompiuteris yra savarankiškas automatas, kuriame valdymo įrenginys, kuris yra procesoriaus dalis, atlieka valdytojo vaidmenį, o visi kiti įrenginiai yra valdymo objektai. Tiesioginis ir grįžtamasis ryšys vykdomas informaciniais kanalais, o algoritmas programos pavidalu pateikiamas mašinine kalba (procesoriaus „suprantama“ kalba), saugoma kompiuterio atmintyje.

Antra, išradus kompiuterį, atsivėrė galimybė naudoti mašiną kaip valdymo objektą įvairiose sistemose. Atsiranda galimybė sukurti sudėtingas sistemas su programos valdymu, perkelti daugybę žmogaus veiklos rūšių į automatinius įrenginius.

Linijos „kibernetika – kompiuteriai“ plėtra septintajame dešimtmetyje paskatino mokslo atsiradimą. informatika su labiau išplėtota su informacijos ir informacinių procesų tyrimu susijusių sąvokų sistema.

Šiuo metu bendrosios teorinės kibernetikos nuostatos vis labiau įgauna filosofinę prasmę. Tuo pačiu metu aktyviai vystosi taikomosios kibernetikos sritys, susijusios su valdymo sistemų studijavimu ir kūrimu įvairiose dalykinėse srityse: techninėje kibernetikoje, biomedicininėje kibernetikoje, ekonominėje kibernetikoje. Tobulėjant kompiuterinėms mokymosi sistemoms, galima kalbėti apie pedagoginės kibernetikos atsiradimą.

Kibernetikos klausimus galima įtraukti į bendrojo lavinimo kursą įvairiais būdais. Vienas iš būdų yra algoritmavimo linija. Algoritmas laikomas valdymo informacija kibernetiniame valdymo sistemos modelyje. Šiame kontekste atskleidžiama kibernetikos tema.

Kitas būdas – į prasmingą modeliavimo eilutę įtraukti kibernetikos temą. Peržiūrint valdymo procesas kaip sudėtingas informacijos procesas suteikia idėją N. Wienerio schema kaip tokio proceso modeliai. Pagrindinės mokyklos ugdymo standarto versijoje (2004 m.) ši tema pateikiama modeliavimo kontekste: „kibernetinis valdymo procesų modelis“.

Darbe A.A. Kuznecova, S.A. Bešenkova ir kt. „Tęstinis informatikos kursas“ įvardijo tris pagrindines mokyklinio informatikos kurso sritis: informacinis modeliavimas, informaciniai procesai ir valdymo informacinės bazės. Turinio eilutės yra pagrindinių krypčių detalizavimas. Taigi kibernetikai – valdymo temai – suteikiama dar svarbesnė reikšmė nei turinio linijai. Tai daugialypė tema, leidžianti paliesti šias problemas:

Teorinės kibernetikos elementai: grįžtamojo ryšio valdymo kibernetinis modelis;

Taikomosios kibernetikos elementai: automatinio valdymo kompiuterinių sistemų struktūra (sistemos su programiniu valdymu); automatizuotų valdymo sistemų paskyrimas;

Algoritmų teorijos pagrindai.

Teorinės kibernetikos elementai

Kalbėdamas apie kibernetinės kontrolės modelį, mokytojas turėtų jį iliustruoti mokiniams pažįstamais ir suprantamais pavyzdžiais. Šiuo atveju reikėtų pabrėžti pagrindinius kibernetinės valdymo sistemos elementus: valdymo objektas, valdomas objektas, tiesioginiai ir grįžtamojo ryšio kanalai.

Pradėkime nuo akivaizdžių pavyzdžių. Pavyzdžiui, vairuotojas ir automobilis. Vairuotojas yra vadovas, automobilis yra valdomas objektas. Tiesioginio ryšio kanalas – automobilio valdymo sistema: pedalai, vairas, svirtys, rakteliai ir tt Atsiliepimo kanalai: prietaisai valdymo pulte, vaizdas pro langus, vairuotojo klausa. Bet koks valdiklių veiksmas gali būti laikomas perduodama informacija: „didinti greitį“, „sulėtinti“, „sukti į dešinę“ ir kt. Sėkmingam valdymui būtina ir grįžtamojo ryšio kanalais perduodama informacija. Pasiūlykite mokiniams užduotį: kas atsitiks, jei vienas iš tiesioginių arba grįžtamojo ryšio kanalų bus išjungtas? Tokių situacijų aptarimas dažniausiai būna labai gyvas.

Grįžtamojo ryšio valdymas vadinamas adaptyvus valdymas. Vadovo veiksmai pritaikomi (t.y. koreguojami) prie valdymo objekto, aplinkos būklės.

Artimiausias vadybos socialinėje sistemoje pavyzdys studentams: mokytojas, kuris vadovauja mokymosi procesui klasėje. Aptarkite įvairias mokytojo mokinių kontrolės formas: kalbą, gestus, veido išraiškas, užrašus lentoje. Paprašykite mokinių išvardyti įvairias grįžtamojo ryšio formas; paaiškinti, kaip mokytojas pritaiko pamokos eigą, remdamasis grįžtamojo ryšio rezultatais, pateikti tokio pritaikymo pavyzdžių. Pavyzdžiui, mokiniai nesusitvarkė su pasiūlyta užduotimi – mokytojas yra priverstas pakartoti paaiškinimą.

Nagrinėjant šią temą vidurinėje mokykloje, galima svarstyti apie valdymo būdus didelėse socialinėse sistemose: įmonės valdymą administracijos, šalies valdymą valstybės organų ir kt. Čia pravartu pasinaudoti socialinių mokslų kurso medžiaga. Analizuodami nukreipimo į priekį ir grįžtamojo ryšio mechanizmus tokiose sistemose, atkreipkite studentų dėmesį į tai, kad daugeliu atvejų yra daug nukreipimo ir grįžtamojo ryšio kanalų. Jie dubliuojami, siekiant padidinti valdymo sistemos patikimumą.

Algoritmai ir valdymas

Ši tema leidžia atskleisti algoritmo sampratą kibernetikos požiūriu. Išplėtimo logika yra tokia. Valdymas yra kryptingas procesas. Ji turi užtikrinti tam tikrą valdymo objekto elgesį, tam tikro tikslo pasiekimą. Ir tam turi būti valdymo planas. Šis planas įgyvendinamas naudojant valdymo komandų seką, perduodamą tiesioginiu ryšiu. Tokia komandų seka vadinama valdymo algoritmu.

Valdymo algoritmas yra valdymo sistemos informacinis komponentas. Pavyzdžiui, mokytojas veda pamoką pagal iš anksto numatytą planą. Vairuotojas vairuoja automobilį iš anksto nustatytu maršrutu.

Valdymo sistemose, kur vadovo vaidmenį atlieka žmogus, valdymo algoritmas gali keistis, būti išgrynintas darbo procese. Vairuotojas negali iš anksto planuoti kiekvieno savo veiksmo vairuodamas; Mokytojas pakoreguoja pamokos planą. Jei procesą valdo automatinis įrenginys, tai jame iš anksto tam tikra formalizuota forma turi būti įdėtas detalus valdymo algoritmas. Tokiu atveju jis vadinamas valdymo programa. Norint išsaugoti programą, automatinis valdymo įrenginys turi turėti programos atmintis.

Ši tema turėtų išnagrinėti koncepciją savarankiškai valdoma sistema. Tai yra vienas objektas, organizmas, kuriame yra visi aukščiau paminėti valdymo sistemų komponentai: valdymo ir valdomos dalys (organai), tiesioginė ir grįžtamojo ryšio informacija, valdymo informacija - algoritmai, programos ir atmintis jai saugoti. Tokios sistemos yra gyvi organizmai. Tobuliausias iš jų – žmogus. Žmogus valdo save. Pagrindinis valdymo organas yra žmogaus smegenys, valdomos – visos kūno dalys. Yra sąmoningas valdymas(darau ką noriu) ir valgau pasąmonė(fiziologinių procesų valdymas). Panašūs procesai vyksta ir gyvūnuose. Tačiau gyvūnų sąmoningos kontrolės dalis yra mažesnė nei žmonių dėl aukštesnio žmogaus intelekto išsivystymo lygio.

Dirbtinių savivaldos sistemų kūrimas yra vienas sunkiausių mokslo ir technologijų uždavinių. Robotika yra tokios mokslinės ir techninės krypties pavyzdys. Jis apjungia daugybę mokslo sričių: kibernetiką, dirbtinį intelektą, mediciną, matematinį modeliavimą ir kt.

Taikomosios kibernetikos elementai

Ši tema gali būti atskleista išsamioje informatikos pagrindinio kurso studijų versijoje arba profilio lygiu vidurinėje mokykloje.

Į užduotis techninė kibernetika apima techninių valdymo sistemų kūrimą ir kūrimą gamybos įmonėse, tyrimų laboratorijose, transporte ir kt. Tokios sistemos vadinamos sistemos su automatinis valdymas - ACS . Kompiuteriai arba specializuoti valdikliai naudojami kaip valdymo įtaisas ACS.

Kibernetinis valdymo modelis, susijęs su ACS, parodytas paveikslėlyje.

Automatinės valdymo sistemos schema

Tai uždara techninė sistema, kuri veikia be žmogaus įsikišimo. Asmuo (programuotojas) paruošė valdymo programą ir įvedė ją į kompiuterio atmintį. Tada sistema veikia automatiškai.

Svarstydami šią problemą, studentai turėtų atkreipti dėmesį į tai, kad su informacijos konvertavimu iš analoginės į skaitmeninę ir atvirkščiai (DAC – ADC konvertavimas) jau yra susidūrę kitose temose arba susitiks dar kartą. Tuo pačiu principu modemas veikia kompiuterių tinkluose, garso plokštė įvedant / išvedant garsą (žr. Garso pristatymas“ 2).Šioje sistemoje analoginis elektrinis signalas, einantis grįžtamojo ryšio kanalą iš valdomo įrenginio jutiklių naudojant analoginis-skaitmeninis keitiklis(ADC), virsta atskirais skaitmeniniais duomenimis, įeinant į kompiuterį. Dirba tiesiogine linija DAC – skaitmeninis-analoginis keitiklis, kuri atlieka atvirkščiai konvertavimas – iš kompiuterio gaunami skaitmeniniai duomenys į analoginį elektrinį signalą, tiekiamą į valdomo įrenginio įvesties mazgus.

Kita taikomosios kibernetikos kryptis: automatizuotos valdymo sistemos (ACS). ACS yra žmogaus ir mašinos sistema. Paprastai automatizuotos valdymo sistemos yra orientuotos į gamybos komandų ir įmonių veiklos valdymą. Tai įvairios įmonės veiklai reikalingos informacijos kompiuterinės rinkimo, saugojimo, apdorojimo sistemos. Pavyzdžiui, duomenys apie finansinius srautus, žaliavų prieinamumą, gatavos produkcijos kiekius, informaciją apie personalą ir kt. ir tt Pagrindinis tokių sistemų tikslas – greitai ir tiksliai suteikti įmonės vadovams reikalingą informaciją valdymo sprendimams priimti.

Sričiai priklauso automatizuotomis valdymo sistemomis sprendžiamos užduotys ekonominė kibernetika. Paprastai tokių sistemų techninis pagrindas yra vietiniai kompiuterių tinklai. ACS naudoja įvairias informacines technologijas: duomenų bazes, kompiuterinę grafiką, kompiuterinį modeliavimą, ekspertines sistemas ir kt.

6. Kodavimo informacija

Kodas -sutartinių ženklų (simbolių) sistema, skirta informacijos (pranešimų) perdavimui, apdorojimui ir saugojimui.

Kodavimas - informacijos (pranešimų) pateikimo kodo forma procesas.

Visas kodavimui naudojamas simbolių rinkinys vadinamas kodavimo abėcėlė. Pavyzdžiui, kompiuterio atmintyje bet kokia informacija užkoduojama naudojant dvejetainę abėcėlę, kurią sudaro tik du simboliai: 0 ir 1.

Mokslinius kodavimo pagrindus aprašė K. Shannon, tyręs informacijos perdavimo techniniais komunikacijos kanalais procesus ( komunikacijos teorija, kodavimo teorija). Su šiuo požiūriu kodavimas suprantama siauresne prasme: perėjimas nuo informacijos vaizdavimo vienoje simbolių sistemoje prie jos vaizdavimo kitoje simbolių sistemoje. Pavyzdžiui, parašyto rusiško teksto konvertavimas į Morzės abėcėlę, kad būtų galima perduoti telegrafu ar radiju. Toks kodavimas yra susijęs su poreikiu pritaikyti kodą prie techninių darbo su naudojama informacija priemonių (žr. Informacijos perdavimas“ 2).

Dekodavimas - kodo konvertavimo atgal į pradinės simbolių sistemos formą procesas, t.y. gauti originalų pranešimą. Pavyzdžiui: vertimas iš Morzės abėcėlės į rašytinį tekstą rusų kalba.

Kalbant plačiau, dekodavimas yra užkoduoto pranešimo turinio atkūrimo procesas. Taikant šį metodą, teksto rašymas naudojant rusų abėcėlę gali būti laikomas kodavimu, o jo skaitymas yra dekodavimas.

Kodavimo tikslai ir kodavimo metodai

To paties pranešimo kodavimas gali būti skirtingas. Pavyzdžiui, mes įpratę rusišką tekstą rašyti naudodami rusišką abėcėlę. Bet tą patį galima padaryti naudojant anglų abėcėlę. Kartais tai tenka daryti siunčiant SMS į mobilųjį telefoną, kuriame nėra rusiškų raidžių, arba siunčiant laišką rusų kalba iš užsienio, jei kompiuteryje nėra rusintos programinės įrangos. Pavyzdžiui, frazė: „Sveiki, brangioji Sasha! Turiu parašyti taip: „Zdravstvui, brangioji Sasha!

Yra ir kitų kalbos kodavimo būdų. Pavyzdžiui, stenograma - greitas būdas įrašyti šnekamąją kalbą. Jį valdo vos keli specialiai apmokyti žmonės – stenografai. Stenografas sugeba užrašyti tekstą sinchroniškai su kalbančiojo kalba. Nuoraše viena piktograma žymėjo visą žodį ar frazę. Tik stenografas gali iššifruoti (dekoduoti) nuorašą.

Pateikti pavyzdžiai iliustruoja šią svarbią taisyklę: gali būti naudojami skirtingi būdai užkoduoti tą pačią informaciją; Jų pasirinkimas priklauso nuo kelių veiksnių: kodavimo paskirtis, sąlygos, turimos lėšos. Jei reikia užrašyti tekstą kalbos tempu, naudojame stenografiją; jei reikia tekstą perkelti į užsienį – naudojame anglišką abėcėlę; jei reikia tekstą pateikti raštingam rusų žmogui suprantama forma, jį užrašome pagal rusų kalbos gramatikos taisykles.

Dar viena svarbi aplinkybė: informacijos kodavimo būdo pasirinkimas gali būti susijęs su numatomu jos apdorojimo būdu. Parodykime tai skaičių vaizdavimo pavyzdžiu – kiekybine informacija. Naudodami rusų abėcėlę, galite parašyti skaičių „trisdešimt penki“. Naudodami arabų dešimtainių skaičių sistemos abėcėlę, rašome: „35“. Antrasis metodas yra ne tik trumpesnis nei pirmasis, bet ir patogesnis skaičiavimams atlikti. Kuris įrašas yra patogesnis atliekant skaičiavimus: „trisdešimt penkis kartus šimtas dvidešimt septyni“ ar „35 x 127“? Akivaizdu, kad antrasis.

Tačiau jei svarbu, kad skaičius būtų neiškraipytas, geriau jį parašyti teksto forma. Pavyzdžiui, piniginiuose dokumentuose suma dažnai rašoma teksto forma: „trys šimtai septyniasdešimt penki rubliai“. vietoj „375 rubliai“. Antruoju atveju vieno skaitmens iškraipymas pakeis visą reikšmę. Naudojant teksto formą net gramatinės klaidos gali nepakeisti prasmės. Pavyzdžiui, neraštingas žmogus parašė: „Trys šimtai septyniasdešimt penki rubliai“. Tačiau prasmė išsaugota.

Kai kuriais atvejais reikia klasifikuoti pranešimo ar dokumento tekstą, kad jo negalėtų perskaityti tie, kurie to neturėtų. Tai vadinama apsauga nuo neteisėtos prieigos. Šiuo atveju slaptas tekstas yra užšifruotas. Senovėje šifravimas buvo vadinamas kriptografija. Šifravimas yra paprasto teksto konvertavimo į šifruotą procesą procesas ir iššifravimas- atvirkštinės transformacijos procesas, kurio metu atkuriamas originalus tekstas. Šifravimas taip pat yra kodavimas, tačiau naudojant slaptą metodą, žinomą tik šaltiniui ir adresatui. Šifravimo metodus nagrinėja mokslas, vadinamas kriptografija(cm . "Kriptografija" 2).

Techninių informacijos kodavimo būdų istorija

Atsiradus techninėms informacijos saugojimo ir perdavimo priemonėms, atsirado naujų idėjų ir kodavimo technikų. Pirmoji techninė informacijos perdavimo per atstumą priemonė buvo telegrafas, kurį 1837 metais išrado amerikietis Samuelis Morse'as. Telegrafo pranešimas yra elektrinių signalų seka, perduodama iš vieno telegrafo aparato laidais į kitą telegrafo aparatą. Šios techninės aplinkybės paskatino S. Morse'ą naudoti tik dviejų tipų signalus – trumpąjį ir ilgąjį – telegrafo linijomis perduodamam pranešimui koduoti.

Samuelis Finley Breeze'as Morse'as (1791–1872), JAV

Šis kodavimo metodas vadinamas Morzės kodu. Jame kiekviena abėcėlės raidė yra užkoduota trumpų signalų (taškų) ir ilgų signalų (brūkšnelių) seka. Raidės viena nuo kitos atskirtos pauzėmis – signalų nebuvimu.

Garsiausias telegrafo pranešimas yra SOS nelaimės signalas ( S pr O ur S oulai- Saugok savo sielą). Štai kaip tai atrodo Morzės abėcėlė, pritaikyta anglų abėcėlei:

–––

Trys taškai (raidė S), trys brūkšniai (raidė O), trys taškai (raidė S). Dvi pauzės atskiria raides viena nuo kitos.

Paveikslėlyje pavaizduotas Morzės abėcėlė rusų abėcėlės atžvilgiu. Specialių skyrybos ženklų nebuvo. Jie buvo užrašyti žodžiais: „taškas“ - taškas, „spt“ - kablelis ir kt.

Būdingas Morzės abėcėlės bruožas yra kintamo ilgio skirtingų raidžių kodas, todėl vadinamas Morzės kodas netolygus kodas. Raidės, kurios tekste pasitaiko dažniau, turi trumpesnį kodą nei retos raidės. Pavyzdžiui, raidės „E“ kodas yra vienas taškas, o vientiso simbolio kodas susideda iš šešių simbolių. Tai daroma siekiant sutrumpinti viso pranešimo trukmę. Tačiau dėl kintamo raidžių kodo ilgio kyla problemų dėl raidžių atskyrimo viena nuo kitos tekste. Todėl atskyrimui būtina naudoti pauzę (praleisti). Todėl Morzės telegrafo abėcėlė yra trinarė, nes jame naudojami trys simboliai: taškas, brūkšnys, tarpas.

Vienodą telegrafo kodą XIX amžiaus pabaigoje išrado prancūzas Jeanas Maurice'as Baudot. Jis naudojo tik du skirtingus signalų tipus. Nesvarbu, kaip juos vadinsite: tašku ir brūkšneliu, pliusu ir minusu, nuliu ir vienu. Tai du skirtingi elektriniai signalai. Visų simbolių kodo ilgis yra vienodas ir yra lygus penkiems. Šiuo atveju raidžių atskyrimo viena nuo kitos problema nekyla: kiekvienas penkis signalus yra tekstinis ženklas. Todėl leidimas nereikalingas.

Jean Maurice Emile Baudot (1845–1903), Prancūzija

Baudot kodas yra pirmasis metodas technologijos istorijoje koduoti informaciją dvejetainiu formatu.. Šios idėjos dėka buvo galima sukurti tiesioginio spausdinimo telegrafo aparatą, kuris atrodo kaip rašomosios mašinėlės. Paspaudus klavišą su tam tikra raide, sukuriamas atitinkamas penkių impulsų signalas, kuris perduodamas ryšio linija. Priėmimo aparatas, veikiamas šio signalo, išspausdina tą pačią raidę ant popierinės juostos.

Šiuolaikiniai kompiuteriai tekstams koduoti taip pat naudoja vienodą dvejetainį kodą (žr. Teksto kodavimo sistemos“ 2).

Informacijos kodavimo tema gali būti pateikta ugdymo programoje visuose informatikos mokymosi mokykloje etapuose.

Propedeutiniame kurse studentams dažnai siūlomos užduotys, nesusijusios su kompiuterinių duomenų kodavimu ir tam tikra prasme yra žaidimo forma. Pavyzdžiui, Morzės kodo lentelės pagrindu galima pasiūlyti ir kodavimo užduotis (užkoduoti rusišką tekstą naudojant Morzės abėcėlę), ir iššifruoti (iššifruoti tekstą, užkoduotą naudojant Morzės kodą).

Tokių užduočių vykdymas gali būti interpretuojamas kaip kriptografo darbas, siūlantis įvairius paprastus šifravimo raktus. Pavyzdžiui, raidinė ir skaitmeninė, kiekvieną raidę pakeičiant eilės skaičiumi abėcėlėje. Be to, į abėcėlę reikėtų įtraukti skyrybos ženklus ir kitus simbolius, kad tekstas būtų visiškai užkoduotas. Tegul mokiniai sugalvoja, kaip atskirti mažąsias ir didžiąsias raides.

Atlikdami tokias užduotis, mokiniai turėtų atkreipti dėmesį į tai, kad reikalingas skiriamasis simbolis - tarpas, nes kodas pasirodo esąs netolygus: kai kurios raidės užšifruotos vienu skaitmeniu, kai kurios – dviem.

Pakvieskite mokinius pagalvoti, kaip jie galėtų išsiversti neatskirdami kode raidžių. Šie apmąstymai turėtų paskatinti idėją apie vienodą kodą, kuriame kiekvienas simbolis būtų užkoduotas dviem skaitmenimis po kablelio: A - 01, B - 02 ir kt.

Informacijos kodavimo ir šifravimo užduočių rinkinius galima rasti daugelyje mokyklos vadovėlių.

Pagrindinės mokyklos informatikos pagrindiniame kurse kodavimo tema labiau siejama su įvairių tipų duomenų atvaizdavimo kompiuteryje tema: skaičių, tekstų, vaizdų, garsų (žr. Informacinės technologijos” 2).

Vyresnėse klasėse bendrojo lavinimo ar pasirenkamojo kurso turinys gali plačiau nagrinėti klausimus, susijusius su informacijos teorijos rėmuose K. Shannon plėtojama kodavimo teorija. Čia yra nemažai įdomių užduočių, kurių supratimas reikalauja aukštesnio lygio mokinių matematinio ir programavimo mokymo. Tai ekonomiško kodavimo, universalaus kodavimo algoritmo, klaidų taisymo kodavimo problemos. Daugelis šių klausimų išsamiai aptariami vadovėlyje „Informatikos matematiniai pagrindai“.

7. Informacijos apdorojimas

Duomenų apdorojimas - sistemingo informacijos pateikimo turinio ar formos keitimo procesas.

Informacijos apdorojimą pagal tam tikras taisykles atlieka koks nors subjektas ar objektas (pavyzdžiui, asmuo ar automatinis įrenginys). Mes jam paskambinsime informacijos apdorojimo vykdytojas.

Apdorojimo atlikėjas, sąveikaudamas su išorine aplinka, iš jos gauna įvesties informacija kuris yra apdorojamas. Apdorojimo rezultatas yra įspaudas perduodami į išorinę aplinką. Taigi išorinė aplinka veikia kaip įvesties informacijos šaltinis ir išvesties informacijos vartotojas.

Informacijos apdorojimas vyksta pagal tam tikras atlikėjui žinomas taisykles. Apdorojimo taisyklės, kurios yra atskirų apdorojimo žingsnių sekos aprašymas, vadinamos informacijos apdorojimo algoritmu.

Apdorojimo vykdytojas turi apimti apdorojimo bloką, kurį vadinsime procesoriumi, ir atminties bloką, kuriame saugoma ir apdorota informacija, ir apdorojimo taisyklės (algoritmas). Visa tai, kas išdėstyta aukščiau, schematiškai parodyta paveikslėlyje.

Informacijos apdorojimo schema

Pavyzdys. Mokinys, spręsdamas uždavinį pamokoje, vykdo informacijos apdorojimą. Išorinė aplinka jam yra pamokos atmosfera. Įvesties informacija yra užduoties būklė, kurią praneša pamoką vedantis mokytojas. Mokinys įsimena problemos būklę. Kad palengvintų įsiminimą, jis gali naudoti užrašus sąsiuvinyje – išorinėje atmintyje. Iš mokytojo paaiškinimo jis sužinojo (prisiminė) problemos sprendimo būdą. Procesorius yra mokinio psichinis aparatas, kuriuo spręsdamas problemą, jis gauna atsakymą – išvesties informaciją.

Paveiksle pateikta schema yra bendra informacijos apdorojimo schema, kuri nepriklauso nuo to, kas (ar kas) yra apdorojimo vykdytojas: gyvas organizmas ar techninė sistema. Būtent ši schema yra įdiegta techninėmis priemonėmis kompiuteryje. Todėl galime teigti, kad kompiuteris yra „gyvos“ informacijos apdorojimo sistemos techninis modelis. Tai apima visus pagrindinius apdorojimo sistemos komponentus: procesorių, atmintį, įvesties įrenginius, išvesties įrenginius (žr. Kompiuterio įrenginys“ 2).

Iškviečiama įvesties informacija, pateikta simboline forma (simboliai, raidės, skaičiai, signalai). įvesties duomenys. Atlikėjo atliekamo apdorojimo rezultatas išvestis. Įvesties ir išvesties duomenys gali būti reikšmių rinkinys - atskiri duomenų elementai. Jei apdorojimas susideda iš matematinių skaičiavimų, tada įvesties ir išvesties duomenys yra skaičių rinkiniai. Tolesnis paveikslas X: {x 1, x 2, …, xn) žymi įvesties duomenų rinkinį ir Y: {y 1, y 2, …, ym) – išvesties duomenų rinkinys:

Duomenų apdorojimo schema

Apdorojimas yra pakeisti rinkinį Xį daugybę Y:

P( X) Y

Čia Ržymi atlikėjo naudojamas apdorojimo taisykles. Jeigu informacijos tvarkymo vykdytojas yra asmuo, tai tvarkymo taisyklės, pagal kurias jis veikia, ne visada yra formalios ir vienareikšmės. Žmogus dažnai elgiasi kūrybiškai, o ne formaliai. Netgi tas pačias matematines problemas galima išspręsti įvairiais būdais. Žurnalisto, mokslininko, vertėjo ir kitų specialistų darbas yra kūrybinis darbas su informacija, kurios jie nesilaiko formalių taisyklių.

Norėdami nurodyti formalizuotas taisykles, kurios nustato informacijos apdorojimo žingsnių seką, kompiuterių mokslas naudoja algoritmo sąvoką (žr. Algoritmas" 2). Algoritmo sąvoka matematikoje siejama su gerai žinomu dviejų natūraliųjų skaičių didžiausio bendrojo daliklio (GCD) apskaičiavimo metodu, kuris vadinamas Euklido algoritmu. Žodine forma tai galima apibūdinti taip:

1. Jei du skaičiai yra lygūs, naudokite jų bendrą reikšmę kaip GCD, kitu atveju pereikite prie 2 veiksmo.

2. Jei skaičiai skiriasi, tada didesnį iš jų pakeiskite skirtumu tarp didesnio ir mažesnio skaičiaus. Grįžkite į 1 veiksmą.

Čia įvestis yra du natūralūs skaičiai - X 1 ir X 2. Rezultatas Y yra didžiausias jų bendras daliklis. Taisyklė ( R) yra Euklido algoritmas:

Euklido algoritmas ( X 1, X 2) Y

Tokį formalizuotą algoritmą lengva užprogramuoti šiuolaikiniam kompiuteriui. Kompiuteris yra universalus duomenų apdorojimo vykdytojas. Formalizuotas apdorojimo algoritmas pateikiamas kompiuterio atmintyje patalpintos programos pavidalu. Kompiuteriui, apdorojimo taisyklės ( R) – ši programa.

Gairės

Aiškinant temą „Informacijos apdorojimas“, reikėtų pateikti apdorojimo pavyzdžių, tiek susijusių su naujos informacijos gavimu, tiek su informacijos pateikimo formos keitimu.

Pirmasis apdorojimo tipas: apdorojimas, susijęs su naujos informacijos, naujo žinių turinio gavimu. Šis apdorojimo būdas apima matematinių problemų sprendimą. Ta pati informacijos apdorojimo rūšis apima įvairių problemų sprendimą taikant loginį samprotavimą. Pavyzdžiui, tyrėjas, remdamasis tam tikru įrodymų rinkiniu, suranda nusikaltėlį; asmuo, analizuodamas aplinkybes, priima sprendimą dėl savo tolesnių veiksmų; mokslininkas sprendžia senovės rankraščių paslaptį ir kt.

Antrasis apdorojimo tipas: apdorojimas, susijęs su formos, bet ne turinio keitimu. Šis informacijos apdorojimo būdas apima, pavyzdžiui, teksto vertimą iš vienos kalbos į kitą: keičiasi forma, bet turi būti išsaugotas turinys. Svarbi kompiuterių mokslo apdorojimo rūšis yra kodavimas. Kodavimas- tai yra informacijos transformavimas į simbolinę formą, patogią ją saugoti, perduoti, apdoroti(cm. " Kodavimas” 2).

Duomenų struktūrizavimas taip pat gali būti priskirtas antrajam apdorojimo tipui. Struktūrizavimas yra susijęs su tam tikros tvarkos, tam tikros organizacijos įvedimu informacijos saugykloje. Duomenų išdėstymas abėcėlės tvarka, grupavimas pagal kai kuriuos klasifikavimo kriterijus, lentelės ar grafiko vaizdavimo naudojimas – visa tai yra struktūrizavimo pavyzdžiai.

Ypatingas informacijos apdorojimo būdas yra Paieška. Paieškos užduotis paprastai formuluojama taip: yra tam tikras informacijos saugojimas - informacijos masyvas(telefonų katalogas, žodynas, traukinių tvarkaraštis ir kt.), jame turite rasti reikiamą informaciją, atitinkančią tam tikrus paieškos terminai(šios organizacijos telefono numeris, šio žodžio vertimas į anglų kalbą, šio traukinio išvykimo laikas). Paieškos algoritmas priklauso nuo informacijos organizavimo būdo. Jei informacija struktūrizuota, tada paieška vyksta greičiau, ją galima optimizuoti (žr. Duomenų paieška“ 2).

Propedeutinės informatikos kurse populiarios „juodosios dėžės“ problemos. Apdorojimo vykdytojas laikomas „juodąja dėže“, t.y. sistema, kurios vidinės organizacijos ir mechanizmo nežinome. Užduotis – atspėti duomenų apdorojimo taisyklę (P), kurią įgyvendina atlikėjas.

Apdorojimo vykdytojas apskaičiuoja vidutinę įvesties reikšmių reikšmę: Y = (X 1 + X 2)/2

Įvestyje - žodis rusų kalba, išvestyje - balsių skaičius.

Giliausiai informacijos apdorojimo klausimai įvaldomi studijuojant darbo su kiekiais ir programavimo algoritmus (pagrindinėje ir vidurinėje mokykloje). Informacijos apdorojimo vykdytojas šiuo atveju yra kompiuteris, o visos apdorojimo galimybės yra įdėtos į programavimo kalbą. Programavimas yra įvesties duomenų apdorojimo, siekiant gauti išvesties duomenis, taisyklių aprašymas.

Mokiniams turėtų būti pateiktos dviejų tipų užduotys:

Tiesioginė užduotis: sukurti problemos sprendimo algoritmą (programą);

Atvirkštinė problema: atsižvelgiant į algoritmą, reikia nustatyti jo vykdymo rezultatą sekant algoritmą.

Spręsdamas atvirkštinę problemą, studentas atsiduria apdorojimo atlikėjo pozicijoje, žingsnis po žingsnio vykdydamas algoritmą. Kiekvieno žingsnio vykdymo rezultatai turėtų būti atspindėti sekimo lentelėje.

8. Informacijos perdavimas

Informacijos perdavimo proceso komponentai

Informacija perduodama iš šaltinio informacijos gavėjui (gavėjui). šaltinis informacija gali būti bet kas: bet koks gyvosios ar negyvosios gamtos objektas ar reiškinys. Informacijos perdavimo procesas vyksta tam tikroje materialioje aplinkoje, skiriančioje informacijos šaltinį ir gavėją, kuri yra vadinama kanalas informacijos perdavimas. Informacija perduodama kanalu tam tikra signalų seka, simboliai, ženklai, kurie yra vadinami žinutę. Gavėjas informacija yra objektas, kuris gauna pranešimą, dėl kurio atsiranda tam tikri jo būsenos pokyčiai. Visa tai, kas išdėstyta aukščiau, schematiškai parodyta paveikslėlyje.

Informacijos perdavimas

Žmogus informaciją gauna iš visko, kas jį supa, per pojūčius: klausą, regą, uoslę, lytėjimą, skonį. Daugiausia informacijos žmogus gauna per klausą ir regėjimą. Garsiniai pranešimai suvokiami ausimi – akustiniai signalai ištisinėje terpėje (dažniausiai ore). Regėjimas suvokia šviesos signalus, pernešančius objektų vaizdą.

Ne kiekviena žinutė žmogui yra informatyvi. Pavyzdžiui, žinutė nesuprantama kalba, nors ir perduodama žmogui, neturi jam informacijos ir negali sukelti adekvačių jo būsenos pokyčių (žr. Informacija").

Informacijos kanalas gali būti natūralaus pobūdžio (atmosferos oras, kuriuo sklinda garso bangos, atsispindi nuo stebimų objektų saulės šviesa), arba dirbtinai sukurtas. Pastaruoju atveju kalbame apie technines ryšio priemones.

Techninės informacijos perdavimo sistemos

Pirmoji techninė informacijos perdavimo per atstumą priemonė buvo telegrafas, kurį 1837 metais išrado amerikietis Samuelis Morse'as. 1876 ​​metais amerikietis A. Bellas išrado telefoną. Remiantis vokiečių fiziko Heinricho Hertzo (1886) elektromagnetinių bangų atradimu, A.S. Popovas Rusijoje 1895 m. ir beveik kartu su juo 1896 m. G. Marconi Italijoje buvo išrastas radijas. Televizija ir internetas atsirado XX a.

Visi išvardyti techniniai informacijos perdavimo būdai yra pagrįsti fizinio (elektrinio ar elektromagnetinio) signalo perdavimu per atstumą ir jiems galioja tam tikri bendrieji dėsniai. Šių dėsnių tyrimas yra komunikacijos teorija kuris atsirado 1920 m. Ryšio teorijos matematinis aparatas - matematinė komunikacijos teorija, kurį sukūrė amerikiečių mokslininkas Claude'as Shannonas.

Claude'as Elwoodas Shannonas (1916–2001), JAV

Claude'as Shannonas pasiūlė informacijos perdavimo techniniais komunikacijos kanalais proceso modelį, pavaizduotą diagrama.

Techninės informacijos perdavimo sistema

Kodavimas čia reiškia bet kokį informacijos, gaunamos iš šaltinio, transformavimą į formą, tinkamą perduoti ją ryšio kanalu. Dekodavimas - signalų sekos atvirkštinė transformacija.

Tokios schemos veikimą galima paaiškinti pažįstamu pokalbio telefonu procesu. Informacijos šaltinis yra kalbantis asmuo. Kodavimo įrenginys yra telefono mikrofonas, kuris garso bangas (kalbą) paverčia elektriniais signalais. Ryšio kanalas yra telefono tinklas (laidai, telefono mazgų jungikliai, per kuriuos praeina signalas). Dekodavimo įrenginys yra klausančiojo – informacijos imtuvo – ragelis (ausinės). Čia įeinantis elektros signalas paverčiamas garsu.

Šiuolaikinės informacijos perdavimo kompiuterinės sistemos – kompiuterių tinklai – veikia tokiu pačiu principu. Yra kodavimo procesas, kuris dvejetainį kompiuterio kodą paverčia fiziniu tokio tipo signalu, kuris perduodamas ryšio kanalu. Dekodavimas – tai atvirkštinis perduodamo signalo pavertimas kompiuteriniu kodu. Pavyzdžiui, naudojant telefono linijas kompiuterių tinkluose, kodavimo ir iškodavimo funkcijas atlieka įrenginys, vadinamas modemu.

Kanalo talpa ir informacijos perdavimo greitis

Techninių informacijos perdavimo sistemų kūrėjai turi išspręsti du tarpusavyje susijusius uždavinius: kaip užtikrinti didžiausią informacijos perdavimo greitį ir kaip sumažinti informacijos praradimą perdavimo metu. Claude'as Shannonas buvo pirmasis mokslininkas, kuris ėmėsi šių problemų sprendimo ir sukūrė naują to meto mokslą - informacijos teorija.

K.Shannon nustatė komunikacijos kanalais perduodamos informacijos kiekio matavimo metodą. Jie pristatė koncepciją kanalo pralaidumo,kaip didžiausią galimą informacijos perdavimo greitį.Šis greitis matuojamas bitais per sekundę (taip pat kilobitais per sekundę, megabitais per sekundę).

Ryšio kanalo pralaidumas priklauso nuo jo techninio įgyvendinimo. Pavyzdžiui, kompiuterių tinklai naudoja šias ryšio priemones:

telefono linijos,

Elektros kabelio prijungimas,

šviesolaidiniai kabeliai,

Radijo ryšys.

Telefono linijų pralaidumas - dešimtys, šimtai Kbps; šviesolaidinių linijų ir radijo ryšio linijų pralaidumas matuojamas dešimtimis ir šimtais Mbps.

Triukšmas, apsauga nuo triukšmo

Terminas „triukšmas“ reiškia įvairius trukdžius, kurie iškraipo perduodamą signalą ir praranda informaciją. Tokie trukdžiai pirmiausia atsiranda dėl techninių priežasčių: prastos ryšio linijų kokybės, įvairių tais pačiais kanalais perduodamų informacijos srautų nesaugumo vienas nuo kito. Kartais kalbėdami telefonu išgirstame triukšmą, traškesį, dėl kurio sunku suprasti pašnekovą arba ant mūsų pokalbio uždedamas visiškai skirtingų žmonių pokalbis.

Dėl triukšmo prarandama perduodama informacija. Tokiais atvejais būtina apsauga nuo triukšmo.

Visų pirma, naudojami techniniai metodai, apsaugantys ryšio kanalus nuo triukšmo poveikio. Pavyzdžiui, vietoj pliko laido naudoti ekranuotą kabelį; įvairių rūšių filtrų, atskiriančių naudingą signalą nuo triukšmo, naudojimas ir kt.

Claude'as Shannonas sukūrė kodavimo teorija, kuriame pateikiami kovos su triukšmu metodai. Viena iš svarbių šios teorijos idėjų yra ta, kad ryšio linija perduodamas kodas turi būti perteklinis. Dėl šios priežasties kai kurios informacijos dalies praradimas perdavimo metu gali būti kompensuojamas. Pavyzdžiui, jei kalbant telefonu esate sunkiai girdimi, tai pakartodami kiekvieną žodį du kartus turite daugiau šansų, kad pašnekovas jus supras teisingai.

Tačiau jūs negalite padaryti atleidimo per daug. Tai sukels vėlavimus ir didesnes ryšio išlaidas. Kodavimo teorija leidžia gauti kodą, kuris bus optimalus. Tokiu atveju perduodamos informacijos dubliavimas bus minimalus įmanomas, o gaunamos informacijos patikimumas – maksimalus.

Šiuolaikinėse skaitmeninėse komunikacijos sistemose kovojant su informacijos praradimu perdavimo metu dažnai naudojama ši technika. Visa žinutė suskirstyta į dalis – paketus. Skaičiuojama kiekvienai pakuotei čekio suma(dvejetainių skaitmenų suma), kuris perduodamas su šiuo paketu. Priėmimo vietoje perskaičiuojama gauto paketo kontrolinė suma ir, jei ji nesutampa su pradine, šio paketo siuntimas kartojamas. Tai tęsis tol, kol pradinės ir paskutinės kontrolinės sumos sutaps.

Gairės

Kalbant apie informacijos perdavimą propedeutiniuose ir informatikos baziniuose kursuose, pirmiausia ši tema turėtų būti aptariama iš žmogaus, kaip informacijos gavėjo, pozicijos. Gebėjimas gauti informaciją iš supančio pasaulio yra svarbiausia žmogaus egzistavimo sąlyga. Žmogaus jutimo organai yra žmogaus kūno informacijos kanalai, atliekantys žmogaus ryšį su išorine aplinka. Tuo remiantis informacija skirstoma į regimąją, klausomąją, uoslę, lytėjimo ir skonio. To, kad skonis, kvapas ir lytėjimas neša informaciją žmogui, pagrindimas yra toks: prisimename pažįstamų daiktų kvapus, pažįstamo maisto skonį, pažįstamus objektus atpažįstame prisilietę. O mūsų atminties turinys yra saugoma informacija.

Mokiniams reikėtų pasakyti, kad gyvūnų pasaulyje informacinis jutimų vaidmuo skiriasi nuo žmogaus. Uoslė atlieka svarbią gyvūnų informacinę funkciją. Padidintą tarnybinių šunų uoslę teisėsaugos institucijos naudoja ieškodamos nusikaltėlių, aptikdamos narkotikus ir pan.. Gyvūnų vizualinis ir garsinis suvokimas skiriasi nuo žmogaus. Pavyzdžiui, žinoma, kad šikšnosparniai girdi ultragarsą, o katės – tamsoje (žmogaus požiūriu).

Šios temos rėmuose studentai turėtų mokėti pateikti konkrečius informacijos perdavimo proceso pavyzdžius, nustatyti jiems informacijos šaltinį, imtuvą, informacijos perdavimo kanalus.

Vidurinėje mokykloje studijuojant informatiką, studentai turėtų būti supažindinami su pagrindinėmis komunikacijos techninės teorijos nuostatomis: kodavimo, dekodavimo, informacijos perdavimo spartos, kanalo talpos, triukšmo, apsaugos nuo triukšmo sąvokomis. Šiuos klausimus galima nagrinėti temos „Kompiuterių tinklų techninės priemonės“ rėmuose.

9. Skaičių vaizdavimas

Skaičiai matematikoje

Skaičius yra svarbiausia matematikos sąvoka, kuri vystėsi ir evoliucionavo per ilgą žmonijos istorijos laikotarpį. Žmonės su skaičiais dirbo nuo seniausių laikų. Iš pradžių žmogus operavo tik teigiamais sveikaisiais skaičiais, kurie vadinami natūraliaisiais skaičiais: 1, 2, 3, 4, ... Ilgą laiką buvo nuomonė, kad yra didžiausias skaičius, „daugiau nei tai gali žmogaus protas. suprasti“ (kaip jie rašė senuosiuose slavų matematiniuose traktatuose) .

Matematikos mokslo raida leido daryti išvadą, kad didžiausio skaičiaus nėra. Matematikos požiūriu natūraliųjų skaičių serija yra begalinė, t.y. neribota. Matematikoje atsiradus neigiamo skaičiaus sampratai (R. Dekartas, XVII a. Europoje; Indijoje daug anksčiau), paaiškėjo, kad sveikųjų skaičių aibė yra neribota tiek „kairėn“, tiek „dešinėn“. Matematinė sveikųjų skaičių aibė yra diskreti ir neribota (begalinė).

Realaus (arba tikrojo) skaičiaus sąvoką į matematiką XVIII amžiuje įvedė Isaacas Niutonas. Matematikos požiūriu realiųjų skaičių aibė yra begalinė ir tolydi. Ji apima daug sveikųjų skaičių ir begalinį skaičių nesveikųjų skaičių. Tarp bet kurių dviejų skaičių ašies taškų yra begalinis realiųjų skaičių rinkinys. Realaus skaičiaus sąvoka siejama su ištisinės skaitinės ašies, kurios bet kuris taškas atitinka realųjį skaičių, idėja.

Sveikasis skaičius

Kompiuterio atmintyje skaičiai saugomi dvejetainėje skaičių sistemoje(cm. " Skaičių sistemos“ 2). Kompiuteryje yra dvi sveikųjų skaičių vaizdavimo formos: sveikieji skaičiai be ženklų ir sveikieji skaičiai su ženklu.

Sveikieji skaičiai be ženklo - tai yra teigiamų skaičių diapazone, kur k- tai yra numeriui skirtos atminties ląstelės bitų gylis. Pavyzdžiui, jei 16 bitų (2 baitų) atminties langelis yra skirtas sveikajam skaičiui, didžiausias skaičius bus:

Dešimtaine dalimi tai atitinka: 2 16 - 1 \u003d 65 535

Jei visi langelio skaitmenys yra nuliai, tada jis bus lygus nuliui. Taigi 2 16 = 65 536 sveikieji skaičiai dedami į 16 bitų langelį.

Ženkliniai sveikieji skaičiai yra teigiamų ir neigiamų skaičių aibė diapazone[–2 k–1 , 2 k-vienuolika]. Pavyzdžiui, kada k= 16 sveikųjų skaičių vaizdavimo diapazonas: [–32768, 32767]. Atminties langelio aukštoji tvarka saugo skaičiaus ženklą: 0 – teigiamas skaičius, 1 – neigiamas skaičius. Didžiausias teigiamas skaičius 32 767 yra toks:

Pavyzdžiui, dešimtainis skaičius 255, konvertuotas į dvejetainį ir įterptas į 16 bitų atminties langelį, turės tokį vidinį vaizdą:

Neigiami sveikieji skaičiai pateikiami dviejų komplemente. Papildomas kodas teigiamas skaičius N- tai yra yra jo dvejetainis vaizdas, kuris pridedamas prie skaičiaus kodo N suteikia vertę 2 k. Čia k- bitų skaičius atminties langelyje. Pavyzdžiui, papildomas numerio 255 kodas būtų:

Tai yra neigiamo skaičiaus -255 atvaizdas. Sudėkime skaičių 255 ir -255 kodus:

Aukščiausios eilės „iškrito“ iš kameros, todėl suma pasirodė lygi nuliui. Bet taip turėtų būti: N + (–N) = 0. Kompiuterio procesorius atlieka atimties operaciją kaip sudėjimą su papildomu atimamo skaičiaus kodu. Šiuo atveju ląstelės perpildymas (ribinių verčių viršijimas) nesukelia programos vykdymo pertraukimo. Šią aplinkybę programuotojas turi žinoti ir į ją atsižvelgti!

Vadinamas realiųjų skaičių vaizdavimo kompiuteryje formatas slankiojo kablelio formatas. tikras numeris R vaizduojamas kaip mantisos produktas m remiantis skaičių sistema n tam tikru mastu p, kuris vadinamas tvarka: R= m ? np.

Skaičiaus vaizdavimas slankiojo kablelio pavidalu yra dviprasmiškas. Pavyzdžiui, dešimtainiam skaičiui 25,324 yra teisingos šios lygybės:

25,324 = 2,5324? 10 1 = 0,0025324? 10 4 \u003d 2532,4? 10-2 ir kt.

Kad nekiltų dviprasmybių, sutikome naudotis kompiuteriu normalizuotas skaičiaus vaizdavimas slankiojo kablelio pavidalu. Mantisa normalizuotoje vaizde turi atitikti sąlygą: 0.1 nm < 1 n. Kitaip tariant, mantisa yra mažesnė už vieną, o pirmasis reikšmingas skaitmuo nėra nulis. Kai kuriais atvejais normalizavimo sąlyga laikoma tokia: 1 n m < 10 n .

AT kompiuterio atmintis mantisa vaizduojamas kaip sveikasis skaičius, kuriame yra tik reikšmingi skaitmenys(0 sveikųjų skaičių ir kableliai nesaugomi). Todėl vidinis tikrojo skaičiaus vaizdavimas sumažinamas iki sveikųjų skaičių poros: mantisos ir eksponento.

Įvairių tipų kompiuteriai naudoja skirtingus būdus vaizduoti skaičius slankiojo kablelio pavidalu. Apsvarstykite vieną iš realiojo skaičiaus vidinio atvaizdavimo keturių baitų atminties langelyje variantų.

Langelyje turi būti ši informacija apie skaičių: skaičiaus ženklas, rodiklis ir mantisos reikšminiai skaitmenys.

Skaičiaus ženklas saugomas reikšmingiausiame 1-ojo baito bite: 0 reiškia pliusą, 1 reiškia minusą. Likę 7 pirmojo baito bitai yra mašinų užsakymas. Kituose trijuose baituose saugomi reikšmingieji mantisos skaitmenys (24 bitai).

Dvejetainiai skaičiai diapazone nuo 0000000 iki 1111111 pateikiami septyniais dvejetainiais skaitmenimis. Tai reiškia, kad mašinos tvarka svyruoja nuo 0 iki 127 (dešimtainėje skaičių sistemoje). Iš viso yra 128 vertės. Akivaizdu, kad tvarka gali būti teigiama arba neigiama. Tikslinga šias 128 reikšmes padalyti į teigiamą ir neigiamą eilės vertes: nuo -64 iki 63.

Mašinos užsakymas šališkas matematinio atžvilgiu ir turi tik teigiamas reikšmes. Poslinkis parenkamas taip, kad minimali užsakymo matematinė reikšmė atitiktų nulį.

Mašinos eilės (Mp) ir matematinės eilės (p) ryšys nagrinėjamu atveju išreiškiamas formule: Mp = p + 64.

Gauta formulė rašoma dešimtaine sistema. Dvejetainėje formulė atrodo taip: Mp 2 = p 2 + 100 0000 2 .

Norėdami parašyti vidinį tikrojo skaičiaus vaizdą, turite:

1) išverskite tam tikro skaičiaus modulį į dvejetainę skaičių sistemą su 24 reikšminiais skaitmenimis,

2) normalizuoti dvejetainį skaičių,

3) dvejetainėje sistemoje suraskite mašinos tvarką,

4) atsižvelgdami į skaičiaus ženklą, išrašykite jo atvaizdavimą keturių baitų mašininiu žodžiu.

Pavyzdys. Parašykite vidinį skaičiaus 250.1875 atvaizdavimą slankiojo kablelio forma.

1. Išverskime jį į dvejetainę skaičių sistemą su 24 reikšminiais skaitmenimis:

250,1875 10 = 11111010,0011000000000000 2 .

2. Parašykime normalizuoto dvejetainio slankiojo kablelio skaičiaus forma:

0,111110100011000000000000 H 10 2 1000 .

Čia yra mantisa, skaičių sistemos pagrindas
(2 10 \u003d 10 2) ir tvarka (8 10 \u003d 1000 2) rašomi dvejetainiais.

3. Apskaičiuokite mašinos eiliškumą dvejetainėje sistemoje:

MP2 = 1000 + 100 0000 = 100 1000.

4. Parašykime skaičiaus atvaizdavimą keturių baitų atminties langelyje, atsižvelgdami į skaičiaus ženklą

Šešioliktainė forma: 48FA3000.

Realiųjų skaičių diapazonas yra daug platesnis nei sveikųjų skaičių diapazonas. Teigiami ir neigiami skaičiai yra išdėstyti simetriškai apie nulį. Todėl didžiausias ir mažiausias skaičiai yra lygūs absoliučia verte.

Mažiausias absoliutus skaičius yra nulis. Didžiausias slankiojo kablelio skaičius absoliučia verte yra skaičius, turintis didžiausią mantisą ir didžiausią eksponentą.

Keturių baitų mašininio žodžio atveju šis skaičius būtų:

0.11111111111111111111111 10 2 1111111 .

Konvertavus į dešimtainę skaičių sistemą, gauname:

MAX = (1 - 2 -24) 2 63 10 19 .

Jeigu skaičiuojant realiais skaičiais rezultatas yra už leistino diapazono, tai programos vykdymas nutrūksta. Taip atsitinka, pavyzdžiui, dalijant iš nulio arba iš labai mažo skaičiaus, artimo nuliui.

Realieji skaičiai, kurių mantisos bitų ilgis viršija mantisai atminties langelyje skirtų bitų skaičių, kompiuteryje pateikiami apytiksliai (su „sutrumpa“ mantisa). Pavyzdžiui, racionalus dešimtainis skaičius 0,1 kompiuteryje bus pavaizduotas apytiksliai (suapvalintas), nes dvejetainėje sistemoje jo mantisa turi begalinį skaičių skaitmenų. Šio aproksimavimo pasekmė yra mašininių skaičiavimų su realiaisiais skaičiais klaida.

Kompiuteris apytiksliai atlieka skaičiavimus su realiais skaičiais. Tokių skaičiavimų paklaida vadinama mašinos apvalinimo klaida.

Realiųjų skaičių, kuriuos galima tiksliai pavaizduoti kompiuterio atmintyje slankiojo kablelio forma, rinkinys yra ribotas ir atskiras. Diskretiškumas yra riboto mantisos skaitmenų skaičiaus pasekmė, kaip aptarta aukščiau.

Realiųjų skaičių, kurie gali būti tiksliai pavaizduoti kompiuterio atmintyje, skaičių galima apskaičiuoti naudojant formulę: N = 2 t · ( U – L+ 1) + 1. Čia t- mantisos dvejetainių skaitmenų skaičius; U- didžiausia matematinės eilės reikšmė; L- minimali užsakymo vertė. Pirmiau aptartam vaizdavimo variantui ( t = 24, U = 63,
L= -64) pasirodo: N = 2 146 683 548.

Gairės

Skaitmeninės informacijos pateikimo kompiuteryje tema yra tiek pradinės, tiek vidurinės mokyklos standarte.

Pagrindinėje mokykloje (pagrindiniame kurse) pakanka apsvarstyti sveikųjų skaičių vaizdavimą kompiuteryje. Išstudijuoti šį klausimą galima tik susipažinus su tema „Skaičių sistemos“. Be to, iš kompiuterių architektūros principų studentai turėtų žinoti, kad kompiuteris veikia su dvejetaine skaičių sistema.

Atsižvelgiant į sveikųjų skaičių vaizdavimą, pagrindinis dėmesys turėtų būti skiriamas ribotam sveikųjų skaičių diapazonui, šio diapazono ryšiui su skirtos atminties ląstelės talpa - k. Teigiamiems skaičiams (neženkliems): , teigiamiems ir neigiamiems skaičiams (ženkliems): [–2 k–1 , 2 k–1 – 1].

Vidinio skaičių atvaizdavimo gavimą reikėtų analizuoti su pavyzdžiais. Po to, pagal analogiją, studentai turėtų savarankiškai išspręsti tokias problemas.

1 pavyzdys Gaukite pasirašytą vidinį sveikojo skaičiaus 1607 atvaizdą dviejų baitų atminties vietoje.

1) Paverskite skaičių į dvejetainę sistemą: 1607 10 = 11001000111 2 .

2) Pridėję nulius prie 16 skaitmenų kairėje, gausime vidinį šio skaičiaus vaizdą langelyje:

Pageidautina parodyti, kaip šešioliktainė forma naudojama suspaustai šio kodo formai, kuri gaunama kiekvieną keturis dvejetainius skaitmenis pakeičiant vienu šešioliktainiu skaitmeniu: 0647 (žr. Skaičių sistemos” 2).

Sunkesnė yra neigiamo sveikojo skaičiaus vidinio atvaizdo gavimo problema (– N) – papildomas kodas. Turite parodyti mokiniams šios procedūros algoritmą:

1) gauti teigiamo skaičiaus vidinį vaizdą N;

2) gaukite šio skaičiaus grąžinimo kodą, pakeisdami 0 į 1 ir 1 į 0;

3) prie gauto skaičiaus pridėkite 1.

2 pavyzdys. Gaukite vidinį neigiamo sveikojo skaičiaus -1607 atvaizdą dviejų baitų atminties vietoje.

Naudinga parodyti mokiniams, kaip atrodo mažiausio neigiamo skaičiaus vidinis vaizdas. Dviejų baitų langelyje tai yra -32 768.

1) skaičių 32 768 nesunku konvertuoti į dvejetainę skaičių sistemą, nes 32 768 = 2 15. Todėl dvejetainiu būdu tai yra:

1000000000000000

2) parašykite atvirkštinį kodą:

0111111111111111

3) Pridėkite vieną prie šio dvejetainio skaičiaus, gausime

Pirmasis bitas reiškia minuso ženklą. Nereikia galvoti, kad gautas kodas yra minusas nulis. Tai yra -32 768 dviejų komplemento formoje. Tai yra sveikųjų skaičių mašininio vaizdavimo taisyklės.

Parodę šį pavyzdį, paprašykite mokinių patiems įrodyti, kad pridėjus skaičių kodus 32767 + (-32768), gaunamas skaičiaus kodas -1.

Pagal standartą realiųjų skaičių vaizdavimas turėtų būti mokomasi vidurinėje mokykloje. Mokantis informatikos 10–11 klasėje pagrindiniame lygmenyje, pakanka tikrais skaičiais nupasakoti pagrindines kompiuterio savybes: apie ribotą diapazoną ir programos nutraukimą, kai jis peržengia jo ribas; apie mašininių skaičiavimų su realiais skaičiais paklaidą, kad kompiuteris su realiais skaičiais atlieka skaičiavimus lėčiau nei su sveikaisiais skaičiais.

Studijuojant profilio lygmeniu reikia išsamiai išanalizuoti, kaip pateikti realiuosius skaičius slankiojo kablelio formatu, išanalizuoti skaičiavimų atlikimo kompiuteriu realiaisiais skaičiais ypatybes. Labai svarbi problema čia yra skaičiavimo paklaidos įvertinimas, įspėjimas apie vertės praradimą, nuo programos nutraukimo. Išsamią medžiagą šiais klausimais rasite mokymo vadove.

10. Skaičių sistema

Skaičių sistema - tai yra skaičių vaizdavimo būdas ir atitinkamos taisyklės, kaip elgtis su skaičiais. Įvairias skaičių sistemas, kurios egzistavo anksčiau ir kurios naudojamos šiandien, galima suskirstyti į nepozicinis ir pozicinis. Ženklai, naudojami rašant skaičius, yra vadinami numeriai.

AT nepozicinių skaičių sistemos skaitmens reikšmė nepriklauso nuo jo padėties skaičiuje.

Nepozicinės skaičių sistemos pavyzdys yra romėniška sistema (romėniški skaitmenys). Romėnų sistemoje lotyniškos raidės naudojamos kaip skaičiai:

1 pavyzdys. Skaičius CCXXXII susideda iš dviejų šimtų, trijų dešimčių ir dviejų vienetų ir yra lygus dviem šimtams trisdešimt dviem.

Romėniški skaitmenys rašomi iš kairės į dešinę mažėjančia tvarka. Šiuo atveju jų vertės pridedamos. Jei kairėje parašytas mažesnis skaičius, o dešinėje - didelis skaičius, tada jų reikšmės atimamos.

VI = 5 + 1 = 6; IV \u003d 5 - 1 \u003d 4.

MCMXCVIII = 1000 + (-100 + 1000) +

+ (–10 + 100) + 5 + 1 + 1 + 1 = 1998.

AT padėties skaičių sistemos reikšmė, žymima skaitmeniu skaičiaus įraše, priklauso nuo jo padėties. Naudojamas skaitmenų skaičius vadinamas pozicinių skaičių sistemos pagrindu.

Šiuolaikinėje matematikoje naudojama skaičių sistema yra pozicinė dešimtainė sistema. Jo bazė yra dešimt, nes Bet kokie skaičiai rašomi naudojant dešimt skaitmenų:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Šios sistemos padėties pobūdį lengva suprasti bet kurio daugiaženklio skaičiaus pavyzdžiu. Pavyzdžiui, skaičiuje 333 pirmieji trys reiškia tris šimtus, antrasis – tris dešimtis, trečiasis – tris vienetus.

Rašyti skaičius pozicinėje sistemoje su pagrindu n reikia turėti abėcėlė iš n skaitmenys. Paprastai už tai n < 10 используют n pirmieji arabiški skaitmenys ir n> 10 raidžių pridedama prie dešimties arabiškų skaitmenų. Štai kelių sistemų abėcėlių pavyzdžiai:

Jei reikia nurodyti sistemos, kuriai priklauso numeris, bazę, tada šiam numeriui priskiriamas indeksas. Pavyzdžiui:

1011012, 36718, 3B8F16.

Bazinėje skaičių sistemoje q (q-arinė skaičių sistema) skaitmenų vienetai yra nuoseklūs skaičiaus laipsniai q. q bet kurios kategorijos vienetai sudaro kitos kategorijos vienetą. Norėdami parašyti numerį q-reikalinga numerių sistema qįvairūs simboliai (skaičiai), žymintys skaičius 0, 1, ..., q– 1. Skaičiaus rašymas q in q-arinė skaičių sistema turi formą 10.

Išplėstinė skaičiaus rašymo forma

Leisti Aq- numeris bazinėje sistemoje q, ai - tam tikros skaičių sistemos skaitmenys, esantys skaičiaus žymėjime A, n+ 1 - sveikosios skaičiaus dalies skaitmenų skaičius, m- trupmeninės skaičiaus dalies skaitmenų skaičius:

Išplėstinė skaičiaus forma BET vadinamas įrašu tokia forma:

Pavyzdžiui, dešimtainis skaičius:

Šie pavyzdžiai rodo išplėstinę šešioliktainių ir dvejetainių skaičių formą:

Bet kurioje skaičių sistemoje jos bazė rašoma kaip 10.

Jei visi terminai išplėstine ne dešimtainio skaičiaus forma pateikiami dešimtainėje sistemoje, o gauta išraiška apskaičiuojama pagal dešimtainės aritmetikos taisykles, tada dešimtainėje sistemoje bus gautas skaičius, lygus duotajam. Pagal šį principą konvertuojama iš ne dešimtainės sistemos į dešimtainę. Pavyzdžiui, aukščiau parašytų skaičių konvertavimas į dešimtainę sistemą atliekamas taip:

Dešimtainių skaičių konvertavimas į kitas skaičių sistemas

Sveikųjų skaičių vertimas

sveikasis dešimtainis skaičius X reikia perkelti į sistemą su pagrindu q: X = (a n a n-1 …a 1 a 0) q . Raskite reikšmingus skaičiaus skaitmenis: . Pavaizduokime skaičių išplėstine forma ir atliksime identišką transformaciją:

Iš čia aišku, kad a 0 yra liekana padalijus skaičių X už skaičių q. Skliausteliuose esanti išraiška yra sveikasis šio padalijimo koeficientas. Pažymėkime jį kaip X 1. Atlikdami panašias transformacijas gauname:

Vadinasi, a 1 yra likusi dalis X 1 ant q. Tęsdami padalijimą su liekana, gausime norimo skaičiaus skaitmenų seką. Skaičius anšioje padalinių grandinėje bus paskutinis privatus, mažesnis q.

Suformuluokime gautą taisyklę: dėl Norėdami konvertuoti visą dešimtainį skaičių į skaičių sistemą su skirtinga baze, jums reikia:

1) išreikšti naujosios skaičių sistemos pagrindą dešimtainėje skaičių sistemoje ir atlikti visus tolesnius veiksmus pagal dešimtainės aritmetikos taisykles;

2) duotą skaičių ir gautus dalinius dalinius paeiliui daliname naujos skaičių sistemos pagrindu, kol gauname nepilną dalinį, mažesnį už daliklį;

3) gauti likučiai, kurie yra naujosios skaičių sistemos skaičiaus skaitmenys, sulygina juos su naujos skaičių sistemos abėcėle;

4) sudaryti skaičių naujoje skaičių sistemoje, užrašant jį pradedant nuo paskutinio privataus numerio.

Pavyzdys 1. Konvertuokite skaičių 37 10 į dvejetainę sistemą.

Norėdami žymėti skaičius skaičių žymėjime, naudojame simboliką: a 5 a 4 a 3 a 2 a 1 a 0

Taigi: 37 10 = l00l0l 2

2 pavyzdys. Dešimtainį skaičių 315 konvertuokite į aštuntainę ir šešioliktainę sistemas:

Iš čia išplaukia: 315 10 = 473 8 = 13B 16. Prisiminkite, kad 11 10 = B 16 .

Dešimtainė X < 1 требуется перевести в систему с основанием q: X = (0, a –1 a –2 … a–m+1 a–m) q . Raskite reikšmingus skaičiaus skaitmenis: a –1 ,a –2 , …, a-m. Atvaizduojame skaičių išplėstoje formoje ir padauginame iš q:

Iš čia aišku, kad a–1 X už skaičių q. Pažymėti X 1 trupmeninę produkto dalį ir padauginkite iš q:

Vadinasi, a –2 yra visa darbo dalis X 1 vienam numeriui q. Tęsdami dauginimą gausime skaitmenų seką. Dabar suformuluokime taisyklę: norint konvertuoti dešimtainę trupmeną į skaičių sistemą su skirtinga baze, jums reikia:

1) duotą skaičių ir gautas sandaugų trupmenines dalis paeiliui dauginti iš naujosios sistemos pagrindo, kol sandaugos trupmeninė dalis taps lygi nuliui arba bus pasiektas reikiamas skaičiaus vaizdavimo naujoje skaičių sistemoje tikslumas;

2) gautos sveikosios sandaugų dalys, kurios yra skaičiaus skaitmenys naujoje skaičių sistemoje, jas suderina su naujos skaičių sistemos abėcėle;

3) sudaryti trupmeninę skaičiaus dalį naujoje skaičių sistemoje, pradedant nuo sveikosios pirmojo sandaugos dalies.

3 pavyzdys. Dešimtainį skaičių 0,1875 paverskite dvejetainiu, aštuntainiu ir šešioliktainiu.

Čia sveikoji skaičių dalis yra kairiajame stulpelyje, o trupmeninė dalis yra dešiniajame stulpelyje.

Taigi: 0,1875 10 = 0,0011 2 = 0,14 8 = 0,3 16

Mišrių skaičių, kuriuose yra sveikųjų ir trupmeninių dalių, vertimas atliekamas dviem etapais. Pradinio skaičiaus sveikosios ir trupmeninės dalys verčiamos atskirai pagal atitinkamus algoritmus. Galutiniame skaičiaus įraše naujojoje skaičių sistemoje sveikoji dalis atskiriama nuo trupmeninės kablelio (taško).

Gairės

Tema „Skaičių sistemos“ yra tiesiogiai susijusi su matematine skaičių teorija. Tačiau mokyklos matematikos kurse, kaip taisyklė, ji nėra studijuojama. Poreikis nagrinėti šią temą informatikos kurse yra susijęs su tuo, kad skaičiai kompiuterio atmintyje vaizduojami dvejetaine skaičių sistema, o šešioliktainė arba aštuntainė sistemos naudojamos išoriniam atminties turiniui, atminties adresams pavaizduoti. Tai viena iš tradicinių informatikos ar programavimo kursų temų. Ši tema, susijusi su matematika, taip pat prisideda prie pamatinio moksleivių matematinio ugdymo.

Informatikos kurso metu pagrindinis susidomėjimas yra dvejetainių skaičių sistemos pažinimas. Dvejetainių skaičių sistemos panaudojimą kompiuteryje galima nagrinėti dviem aspektais: 1) dvejetainiu numeravimu, 2) dvejetainiu aritmetikos, t.y. dvejetainių skaičių aritmetinių skaičiavimų atlikimas.

Dvejetainė numeracija

Su dvejetainiu numeravimu mokiniai susitinka temoje „Teksto vaizdavimas kompiuterio atmintyje“. Kalbėdamas apie kodavimo lentelę, mokytojas turi informuoti mokinius, kad simbolio vidinis dvejetainis kodas yra jo eilės numeris dvejetainėje skaičių sistemoje. Pavyzdžiui, raidės S skaičius ASCII lentelėje yra 83. S raidės aštuonių skaitmenų dvejetainis kodas yra lygus šio skaičiaus reikšmei dvejetainėje sistemoje: 01010011.

Dvejetainis kompiuteris

Pagal Johno von Neumanno principą kompiuteris atlieka skaičiavimus dvejetainėje sistemoje. Pagrindinio kurso metu pakanka apsiriboti skaičiavimais su dvejetainiais sveikaisiais skaičiais. Norėdami atlikti skaičiavimus su daugiaženkliais skaičiais, turite žinoti sudėjimo taisykles ir vienaženklių skaičių dauginimo taisykles. Štai taisyklės:

Sudėties ir daugybos permutacijos principas veikia visose skaičių sistemose. Skaičiavimų su daugiaženkliais skaičiais dvejetainėje sistemoje atlikimo būdai yra panašūs į dešimtainę. Kitaip tariant, sudėjimo, atėmimo ir daugybos iš „stulpelio“ ir padalijimo iš „kampo“ procedūros dvejetainėje sistemoje atliekamos taip pat, kaip ir dešimtainėje sistemoje.

Apsvarstykite dvejetainių skaičių atėmimo ir padalijimo taisykles. Atimties operacija yra atvirkštinė sudėjimo operacija. Iš aukščiau pateiktos sudėjimo lentelės taikomos atimties taisyklės:

0 - 0 = 0; 1 - 0 = 1; 10 - 1 = 1.

Štai kelių skaitmenų atimties pavyzdys:

Gautą rezultatą galima patikrinti pridedant skirtumą su pogrupiu. Tai turėtų būti mažėjantis skaičius.

Dalyba yra atvirkštinė daugybos operacija.
Bet kurioje skaičių sistemoje negalite padalyti iš 0. Padalijimo iš 1 rezultatas yra lygus dividendui. Dvejetainį skaičių padalijus iš 102, dešimtainis kablelis perkeliamas viena vieta į kairę, kaip ir dalijant iš dešimties. Pavyzdžiui:

Padalijus iš 100 kablelis po kablelio pasislenka 2 vietomis į kairę ir pan. Pagrindiniame kurse negalite apsvarstyti sudėtingų daugiareikšmių dvejetainių skaičių padalijimo pavyzdžių. Nors mokiniai gali su jais susidoroti, supratę bendruosius principus.

Kompiuterio atmintyje saugomos informacijos pateikimas tikrąja dvejetaine forma yra labai sudėtingas dėl didelio skaitmenų skaičiaus. Tai reiškia tokios informacijos įrašymą ant popieriaus arba jos rodymą ekrane. Šiems tikslams įprasta naudoti mišrias dvejetaines aštuntaines arba dvejetaines šešioliktaines sistemas.

Yra paprastas ryšys tarp dvejetainio ir šešioliktainio skaičiaus atvaizdavimo. Verčiant skaičių iš vienos sistemos į kitą, vienas šešioliktainis skaitmuo atitinka keturių skaitmenų dvejetainį kodą. Šis atitikimas atsispindi dvejetainėje šešioliktainėje lentelėje:

Dvejetainė šešioliktainė lentelė

Toks ryšys pagrįstas tuo, kad 16 = 2 4 ir skirtingų keturženklių skaitmenų 0 ir 1 kombinacijų skaičius yra 16: nuo 0000 iki 1111. skaičių konvertavimas iš šešioliktainio į dvejetainį ir atvirkščiai atliekamas formaliu konvertavimu pagal dvejetainę šešioliktainę lentelę.

Štai 32 bitų dvejetainio kodo vertimo į šešioliktainę sistemą pavyzdys:

1011 1100 0001 0110 1011 1111 0010 1010 BC16BF2A

Jei pateikiamas šešioliktainis vidinės informacijos vaizdas, jį lengva išversti į dvejetainį kodą. Šešioliktainio vaizdavimo pranašumas yra tas, kad jis yra 4 kartus trumpesnis nei dvejetainis. Pageidautina, kad mokiniai įsimintų dvejetainę šešioliktainę lentelę. Tada iš tikrųjų jiems šešioliktainis vaizdas taps lygiavertis dvejetainei.

Dvejetainiame aštuntajame skaitmenyje kiekvienas aštuntainis skaitmuo atitinka dvejetainių skaitmenų triadą. Ši sistema leidžia sumažinti dvejetainį kodą 3 kartus.

11. Informacijos saugojimas

Žmogus informaciją kaupia savo atmintyje, taip pat įrašų pavidalu įvairiose išorinėse (žmogaus atžvilgiu) laikmenose: ant akmens, papiruso, popieriaus, magnetinėse ir optinėse laikmenose ir kt. Tokių įrašų dėka informacija yra perduodamas ne tik erdvėje (iš žmogaus žmogui), bet ir laike – iš kartos į kartą.

Įvairios saugojimo laikmenos

Informacija gali būti saugoma įvairiomis formomis: tekstų, paveikslų, diagramų, brėžinių pavidalu; nuotraukų, garso įrašų, filmų ar vaizdo įrašų pavidalu. Kiekvienu atveju naudojami jų nešikliai. Vežėjas - tai yra medžiaga, naudojama informacijai įrašyti ir saugoti.

Pagrindinės informacijos laikmenų charakteristikos: informacijos talpa arba informacijos saugojimo tankis, saugojimo patikimumas (patvarumas).

Popierinė laikmena

Daugiausiai naudojamas nešiklis vis dar yra popierius. Išrastas II mūsų eros amžiuje. Kinijoje popierius tarnavo žmonėms 19 amžių.

Norėdami palyginti informacijos apimtis įvairiose laikmenose, naudosime universalų vienetą - baitas, darant prielaidą, kad vienas teksto simbolis „sveria“ 1 baitą. 300 puslapių knygos, kurios teksto dydis yra maždaug 2000 simbolių puslapyje, informacijos kiekis yra 600 000 baitų arba 586 KB. Vidurinės mokyklos bibliotekos, kurios fondas yra 5000 tomų, informacinė apimtis apytiksliai lygi 2861 MB = 2,8 GB.

Kalbant apie dokumentų, knygų ir kitų popieriaus gaminių laikymo patvarumą, tai labai priklauso nuo popieriaus kokybės, nuo dažų, naudojamų tekstui rašyti, nuo laikymo sąlygų. Įdomu tai, kad iki XIX amžiaus vidurio (nuo to laiko mediena pradėta naudoti kaip popieriaus žaliava) popierius buvo gaminamas iš medvilnės ir tekstilės atliekų – skudurų. Rašalai buvo natūralūs dažai. To meto ranka rašytų dokumentų kokybė buvo gana aukšta, juos buvo galima saugoti tūkstančius metų. Perėjus prie medinio pagrindo, plintant spausdinimo ir kopijavimo priemonėms, naudojant sintetinius dažus, spausdintų dokumentų galiojimo laikas sumažėjo iki 200-300 metų.

Magnetinės laikmenos

Magnetinis įrašymas buvo išrastas XIX a. Iš pradžių magnetinis įrašymas buvo naudojamas tik garsui išsaugoti. Pati pirmoji magnetinė įrašymo priemonė buvo plieninė viela, kurios skersmuo iki 1 mm. XX amžiaus pradžioje šiems tikslams buvo naudojama ir valcuota plieno juosta. Visų šių vežėjų kokybės charakteristikos buvo labai žemos. 1908 m. Kopenhagoje vykusiame Tarptautiniame kongrese 14 valandų trukmės magnetiniam įrašui pagaminti prireikė 2500 km, arba apie 100 kg vielos.

1920-aisiais atsirado magnetinė juostelė iš pradžių ant popieriaus, o vėliau ir sintetinio (lavsano) pagrindo, ant kurio paviršiaus užtepamas plonas feromagnetinių miltelių sluoksnis. XX amžiaus antroje pusėje išmokta įrašyti vaizdą į magnetinę juostą, atsirado vaizdo kameros, vaizdo registratoriai.

Pirmosios ir antrosios kartos kompiuteriuose magnetinė juosta buvo naudojama kaip vienintelė išimamų laikmenų rūšis išoriniams atminties įrenginiams. Ant vienos magnetinės juostos ritės buvo patalpinta apie 500 Kb informacijos, kuri buvo panaudota pirmųjų kompiuterių juostiniuose įrenginiuose.

Nuo septintojo dešimtmečio pradžios kompiuteris magnetiniai diskai: aliuminio arba plastiko diskas, padengtas plonu kelių mikronų storio magnetinių miltelių sluoksniu. Informacija diske yra išdėstyta pagal apskritus koncentrinius takelius. Magnetiniai diskai yra kieti ir lankstūs, nuimami ir įmontuoti į kompiuterio diską. Pastarieji tradiciškai vadinami standžiaisiais diskais, o išimami diskeliai – diskeliais.

Kompiuterio kietasis diskas yra ant bendros ašies padėtas magnetinių diskų paketas. Šiuolaikinių standžiųjų diskų informacinė talpa matuojama gigabaitais – dešimtimis ir šimtais GB. Labiausiai paplitęs diskelių tipas, kurio skersmuo 3,5 colio, talpina 2 MB duomenų. Neseniai nebenaudojami diskeliai.

Plastikinės kortelės plačiai paplito bankų sistemoje. Jie taip pat naudoja magnetinį informacijos, su kuria dirba bankomatai ir kasos aparatai, įrašymo principą, susietą su informacinės bankininkystės sistema.

Optinė laikmena

Optinis, arba lazerinis, informacijos įrašymo metodas pradėtas naudoti devintajame dešimtmetyje. Jo atsiradimas siejamas su kvantinio generatoriaus – lazerio, labai plono (mikrono storio) didelės energijos pluošto šaltinio, išradimu. Spindulys gali sudeginti labai didelio tankio dvejetainį duomenų kodą lydžios medžiagos paviršiuje. Skaitymas atsiranda dėl atspindžio nuo tokio „perforuoto“ lazerio spindulio paviršiaus, turinčio mažiau energijos („šaltas“ spindulys). Dėl didelio įrašymo tankio optiniai diskai turi daug didesnį informacijos kiekį nei vieno disko magnetinės laikmenos. Optinio disko informacijos talpa yra nuo 190 iki 700 MB. Optiniai diskai vadinami kompaktiniais diskais.

Dešimtojo dešimtmečio antroje pusėje pasirodė skaitmeniniai universalūs vaizdo diskai (DVD). D skaitmeninis V universalus D isk) su didele talpa, matuojama gigabaitais (iki 17 GB). Jų talpa, palyginti su kompaktiniais diskais, padidėjo dėl mažesnio skersmens lazerio spindulio, taip pat dviejų sluoksnių ir dvipusio įrašymo. Prisiminkite mokyklos bibliotekos pavyzdį. Visas jos knygų fondas gali būti dedamas į vieną DVD.

Šiuo metu optiniai diskai (CD – DVD) yra patikimiausi skaitmeniniu būdu įrašytos informacijos medžiagos nešikliai. Tokio tipo laikmenos yra arba rašomos vieną kartą – tik skaitomos, arba perrašomos – skaitomos ir rašomos.

Flash atmintis

Pastaruoju metu atsirado daugybė mobiliųjų skaitmeninių įrenginių: skaitmeniniai fotoaparatai ir vaizdo kameros, MP3 grotuvai, delniniai kompiuteriai, mobilieji telefonai, elektroninių knygų skaitytuvai, GPS navigatoriai ir daug daugiau. Visiems šiems įrenginiams reikalingos nešiojamos laikmenos. Tačiau kadangi visi mobilieji įrenginiai yra gana miniatiūriniai, jie taip pat turi specialių reikalavimų laikmenoms. Jie turi būti kompaktiški, suvartoti mažai energijos eksploatacijos metu ir nepastovūs saugojimo metu, turėti didelę talpą, didelį rašymo ir skaitymo greitį bei ilgą tarnavimo laiką. Visi šie reikalavimai yra įvykdyti „flash“ kortelės atmintis. „Flash“ kortelės informacijos tūris gali būti keli gigabaitai.

Kaip išorinė kompiuterio laikmena, buvo plačiai naudojami „flash“ raktų pakabukai („flash drives“ - jie vadinami šnekamojoje kalboje), kurių išleidimas prasidėjo 2001 m. Didelis informacijos kiekis, kompaktiškumas, didelis skaitymo-rašymo greitis, naudojimo paprastumas yra pagrindiniai šių įrenginių privalumai. „Flash“ raktų pakabukas jungiamas prie kompiuterio USB prievado ir leidžia atsisiųsti duomenis maždaug 10 Mb per sekundę greičiu.

„Nano vežėjai“

Pastaraisiais metais buvo aktyviai dirbama kuriant dar kompaktiškesnius informacijos laikiklius, naudojant vadinamąsias „nanotechnologijas“, veikiančius medžiagos atomų ir molekulių lygmenyje. Dėl to vienas kompaktinis diskas, pagamintas naudojant nanotechnologijas, gali pakeisti tūkstančius lazerinių diskų. Specialistų teigimu, maždaug po 20 metų informacijos saugojimo tankis padidės tiek, kad apie kubinio centimetro tūrio laikmenoje bus galima įrašyti kiekvieną žmogaus gyvenimo sekundę.

Informacijos saugyklų organizavimas

Informacija saugoma laikmenose, kad ją būtų galima peržiūrėti, ieškoti reikalingos informacijos, reikalingų dokumentų, papildyti ir keisti, ištrinti savo aktualumą praradusius duomenis. Kitaip tariant, saugoma informacija reikalinga žmogui darbui su ja. Darbo su tokiomis informacijos saugyklomis patogumas labai priklauso nuo to, kaip informacija sutvarkyta.

Galimos dvi situacijos: arba duomenys niekaip nesutvarkyti (ši situacija kartais vadinama krūva), arba duomenys struktūrizuotas. Didėjant informacijos kiekiui, „krūvos“ parinktis tampa vis labiau nepriimtina dėl praktinio naudojimo sudėtingumo (paieška, atnaujinimas ir pan.).

Žodžiai „duomenys susisteminti“ reiškia tam tikros duomenų tvarkos buvimą jų saugykloje: žodyne, tvarkaraštyje, archyve, kompiuterinėje duomenų bazėje. Žinynuose, žodynuose, enciklopedijose dažniausiai naudojamas linijinis abėcėlinis duomenų organizavimo (struktūrizavimo) principas.

Bibliotekos yra didžiausia informacijos saugykla. Pirmosios bibliotekos minimos VII amžiuje prieš Kristų. XV amžiuje išradus spausdinimą, bibliotekos pradėjo plisti visame pasaulyje. Bibliotekininkystė turi šimtmečių patirtį organizuojant informaciją.

Knygoms tvarkyti ir ieškoti bibliotekose kuriami katalogai: knygų fondo sąrašai. Pirmasis bibliotekos katalogas buvo sukurtas garsiojoje Aleksandrijos bibliotekoje III amžiuje prieš Kristų. Katalogo pagalba skaitytojas nustato, ar jam reikalinga knyga yra bibliotekoje, o bibliotekininkas ją suranda knygų saugykloje. Naudojant popieriaus technologiją, katalogas yra organizuotas kartoninių kortelių rinkinys su informacija apie knygas.

Yra abėcėliniai ir sisteminiai katalogai. AT abėcėlinis katalogai, kortelės išdėstytos abėcėlės tvarka pagal autorių pavardes ir formą linijinis(vieno lygio)duomenų struktūra. AT sistemingas katalogų kortelės susistemintos pagal knygų turinį ir formą hierarchinė duomenų struktūra. Pavyzdžiui, visos knygos skirstomos į menines, edukacines, mokslines. Mokomoji literatūra skirstoma į mokyklinę ir universitetinę. Knygos mokykloms skirstomos į klases ir kt.

Šiuolaikinėse bibliotekose popierinius katalogus keičia elektroniniai. Tokiu atveju knygų paiešką automatiškai atlieka bibliotekos informacinė sistema.

Kompiuterinėse laikmenose (diskiuose) saugomi duomenys turi failų struktūrą. Failas yra kaip knyga bibliotekoje. Kaip ir bibliotekos katalogas, operacinė sistema sukuria katalogą diske, kuris saugomas tam skirtuose takeliuose. Vartotojas ieško norimo failo naršydamas katalogą, po kurio operacinė sistema suranda šį failą diske ir pateikia jį vartotojui. Pirmoji mažos talpos disko laikmena naudojo vieno lygio failų saugojimo struktūrą. Atsiradus didelės talpos kietiesiems diskams, pradėta naudoti hierarchinė failų organizavimo struktūra. Kartu su „failo“ sąvoka atsirado aplanko sąvoka (žr. Failai ir failų sistema” 2).

Lankstesnė duomenų saugojimo ir paieškos sistema yra kompiuterinės duomenų bazės (žr . “Duomenų bazė” 2).

Informacijos saugojimo patikimumas

Informacijos saugojimo patikimumo problema siejama su dviejų rūšių saugomos informacijos grėsmėmis: informacijos sunaikinimu (praradimu) ir konfidencialios informacijos vagyste arba nutekėjimu. Popieriniams archyvams ir bibliotekoms visada grėsė fizinis išnykimas. Aukščiau minėta Aleksandrijos bibliotekos sunaikinimas 1 amžiuje prieš Kristų padarė didelę žalą civilizacijai, nes dauguma joje esančių knygų egzistavo vienu egzemplioriumi.

Pagrindinis būdas apsaugoti popierinių dokumentų informaciją nuo praradimo yra jų dubliavimas. Naudojant elektronines žiniasklaidos priemones dubliavimas tampa lengvesnis ir pigesnis. Tačiau perėjimas prie naujų (skaitmeninių) informacinių technologijų sukėlė naujų informacijos saugumo problemų. Žiūrėti straipsnį " Duomenų apsauga” 2.

Studijuodami informatikos kursą studentai įgyja tam tikrų žinių ir įgūdžių, susijusių su informacijos saugojimu.

Studentai mokosi dirbti su tradiciniais (popieriniais) informacijos šaltiniais. Pradinės mokyklos standarte pažymima, kad mokiniai turi išmokti dirbti su ne kompiuteriniais informacijos šaltiniais: žinynais, žodynais, bibliotekų katalogais. Norėdami tai padaryti, jie turėtų būti supažindinti su šių šaltinių organizavimo principais ir optimalios paieškos juose metodais. Kadangi šios žinios ir gebėjimai turi didelę bendrojo ugdymo svarbą, pageidautina jas mokiniams suteikti kuo anksčiau. Kai kuriose propedeutinės informatikos kurso programose šiai temai skiriamas didelis dėmesys.

Studentai turi įsisavinti darbo su išimamomis kompiuterinėmis laikmenomis būdus. Pastaraisiais metais vis rečiau naudojami lankstieji magnetiniai diskai, kuriuos pakeitė talpi ir greita „flash“ laikmena. Mokiniai turėtų gebėti nustatyti laikmenos informacinę talpą, laisvos vietos kiekį ir su ja palyginti išsaugotų failų tūrį. Mokiniai turėtų suprasti, kad optiniai diskai yra tinkamiausia laikmena ilgalaikiam didelių duomenų kiekių saugojimui. Jei turite CD įrašymo įrenginį, išmokykite juos rašyti failus.

Svarbus mokymo momentas – paaiškinti, su kokiais pavojais kompiuterinė informacija susiduriama nuo kenkėjiškų programų – kompiuterinių virusų. Vaikai turėtų būti mokomi pagrindinių „kompiuterių higienos“ taisyklių: atlikti visų naujai atkeliaujančių failų antivirusinę kontrolę; reguliariai atnaujinti antivirusines duomenų bazes.

12. Kalbos

Kalbų apibrėžimas ir klasifikavimas

Kalba - tai yra tam tikra simbolinio informacijos vaizdavimo sistema. Mokyklos informatikos žodyne, kurį sudarė A.P. Ershovas, pateikiamas toks apibrėžimas: „ Kalba- simbolių rinkinys ir taisyklių rinkinys, nulemiantis, kaip iš šių simbolių sukurti prasmingus pranešimus“. Kadangi prasminga žinutė suprantama kaip informacija, šis apibrėžimas iš esmės sutampa su pirmuoju.

Kalbos skirstomos į dvi grupes: natūraliąsias ir formaliąsias. natūralios kalbos- tai yra istoriškai susiformavusios tautinės kalbos kalbos. Daugumai šiuolaikinių kalbų būdingos žodinės ir rašytinės kalbos formos. Natūralių kalbų analizė dažniausiai yra filologijos mokslų, ypač kalbotyros, tema. Informatikos srityje natūralių kalbų analizę atlieka dirbtinio intelekto srities specialistai. Vienas iš penktos kartos kompiuterių projekto kūrimo tikslų – išmokyti kompiuterį suprasti natūralias kalbas.

Oficialios kalbos yra dirbtinai sukurtos kalbos profesionaliam naudojimui. Paprastai jie yra tarptautinio pobūdžio ir turi rašytinę formą. Tokių kalbų pavyzdžiai yra matematikos kalba, cheminių formulių kalba, muzikinė notacija - muzikos kalba ir kt.

Šios sąvokos yra susijusios su bet kuria kalba: abėcėlė - naudojama daug simbolių; sintaksė- kalbos konstrukcijų rašymo taisyklės(tekstas kalba); semantika - semantinė kalbos konstrukcijų pusė; pragmatika - praktinės teksto vartojimo tam tikra kalba pasekmės.

Dėl formalios kalbos būdingas priklausymas ribotai dalykinė sritis(matematika, chemija, muzika ir kt.). Oficialios kalbos paskirtis - adekvatus tam tikros dalykinės srities sąvokų ir santykių sistemos aprašymas. Todėl visi minėti kalbos komponentai (abėcėlė, sintaksė ir kt.) yra orientuoti į dalykinės srities specifiką. Kalba gali vystytis, keistis ir būti papildyta kartu su dalykinės srities raida.

Natūralių kalbų taikymas nėra ribojamas, šia prasme jas galima vadinti universaliomis. Tačiau labai specializuotose srityse ne visada patogu vartoti tik natūralią kalbą. Tokiais atvejais žmonės griebiasi formalių kalbų pagalbos.

Yra žinomi kalbų, kurios yra tarpinės būsenos tarp natūralios ir formalios, pavyzdžių. Kalba Esperanto buvo sukurta dirbtinai įvairių tautybių žmonių bendravimui. BET lotynų kalba, kuria senovėje kalbėjo Romos imperijos gyventojai, mūsų laikais tapo formalia medicinos ir farmakologijos kalba, praradusi šnekamosios kalbos funkciją.

Informatikos kalbos

Kompiuteryje cirkuliuojanti informacija skirstoma į du tipus: apdorotą informaciją (duomenis) ir informaciją, kuri kontroliuoja kompiuterio darbą (komandos, programos, operatoriai).

Informacija, pateikta tokia forma, kuri tinka saugoti, perduoti ir apdoroti kompiuteriu, vadinama duomenis. Duomenų pavyzdžiai: skaičiai sprendžiant matematinį uždavinį; simbolių sekos apdorojant tekstą; nuskaitymo būdu į kompiuterį įvestas vaizdas, kurį reikia apdoroti. Duomenų atvaizdavimo būdas kompiuteryje vadinamas duomenų pateikimo kalba.

Kiekvienas duomenų tipas turi skirtingą išorinį ir vidinį duomenų atvaizdavimą. Išorinis vaizdas orientuotas į žmogų, nustato duomenų tipą išvesties įrenginiuose: ekrane, spaudinyje. Vidinis atstovavimas- tai yra atvaizdavimas laikmenose kompiuteryje, t.y. atmintyje, informacijos perdavimo linijose. Kompiuteris tiesiogiai veikia pagal vidinėje atvaizde esančią informaciją, o išorinis vaizdas naudojamas bendravimui su asmeniu.

Bendriausia prasme galime sakyti, kad kompiuterio duomenų vaizdavimo kalba yra dvejetainio kodo kalba. Tačiau žvelgiant iš minėtų savybių, kurias turėtų turėti bet kuri kalba: abėcėlė, sintaksė, semantika, pragmatika, negalima kalbėti apie vieną bendrą dvejetainių kodų kalbą. Vienintelis bendras dalykas yra dvejetainė abėcėlė: 0 ir 1. Tačiau skirtingiems duomenų tipams vidinės vaizdavimo kalbos sintaksės ir semantikos taisyklės skiriasi. Ta pati dvejetainių skaitmenų seka skirtingiems duomenų tipams turi visiškai skirtingą reikšmę. Pavyzdžiui, dvejetainis kodas „0100000100101011“ sveikųjų skaičių vaizdavimo kalboje žymi dešimtainį skaičių 16683, o simbolių duomenų vaizdavimo kalboje – du simbolius – „A+“. Šiuo būdu, skirtingi duomenų tipai naudoja skirtingas vidines vaizdavimo kalbas. Visi jie turi dvejetainę abėcėlę, tačiau skiriasi simbolių sekų interpretacija.

Išorinės duomenų vaizdavimo kalbos dažniausiai artimos žmogui pažįstamai formai: skaičiai vaizduojami dešimtainėje sistemoje, rašant tekstus, naudojamos natūralių kalbų abėcėlės, tradiciniai matematiniai simboliai ir kt. Pateikiant duomenų struktūras, a. naudojama patogi lentelių forma (relacinės duomenų bazės). Tačiau šiuo atveju visada galioja tam tikros kalbos sintaksės ir semantikos taisyklės, naudojamas ribotas galiojančių simbolių rinkinys.

Vidinė kalba, skirta pateikti veiksmus su duomenimis (kompiuterio veikimo valdymo kalba). kompiuterio procesoriaus komandų kalba. Išorinės kalbos, skirtos pateikti veiksmus su duomenimis, apima aukšto lygio programavimo kalbos, programų paketų įvesties kalbos, operacinės sistemos komandų kalbos, duomenų apdorojimo kalbos DBVS ir tt

Bet kuri aukšto lygio programavimo kalba apima ir duomenų atvaizdavimo priemones – duomenų sekciją, ir priemones veiksmams su duomenimis atvaizduoti – operatorių sekciją (žr. Programavimo kalbos“ 2). Tas pats pasakytina ir apie kitų tipų kompiuterių kalbas, išvardytas aukščiau.

Iš formalių mokslo kalbų artimiausia kompiuterių mokslui yra matematikos kalba.
Savo ruožtu iš daugelio matematinių disciplinų skaičių teorija ir matematinė logika turi didžiausią pritaikymą kompiuterių moksle.
Šiuo atžvilgiu galima teigti, kad skaičių sistemų (skaičių vaizdavimo kalba) ir matematinės logikos pagrindų (logikos kalbos) temos yra susijusios su pagrindiniais informatikos pagrindais (žr. Skaičių sistemos"ir" Būlio išraiškos” 2).

Gairės

Propedeutinės ir bazinės informatikos kursuose pokalbis apie kalbas žmogaus atžvilgiu turi didelę edukacinę reikšmę. Mokiniams pažįstamas terminas „kalba“ jų galvose įgauna naują prasmę. Aplink šį terminą sukurta visa mokslinių sąvokų sistema. Kalbos sąvoka yra viena iš svarbiausių informatikos kurso pagrindų.

Studijuodami kiekvieną naują IKT įrankį, studentai turėtų atkreipti dėmesį į tai, kad vartotojas, norėdamas su ja dirbti, turi mokėti tam tikrą formalizuotą kalbą, kad naudojant ją reikia griežtai laikytis kalbos taisyklių: žinoti abėcėlę, sintaksę. , semantika ir pragmatika. Tokį griežtumą lemia tai, kad formalizuotose kalbose paprastai nėra pertekliaus. Todėl bet koks taisyklių pažeidimas (į abėcėlę neįtraukto simbolio naudojimas, neteisingas skyriklių naudojimas, pvz., kablelis vietoj taško ir pan.) sukelia klaidą.

Studentai turėtų atkreipti dėmesį į kai kurių kalbos darinių, naudojamų įvairiose technologijose, bendrumą. Pavyzdžiui, formulių rašymo skaičiuoklėse ir aritmetinių išraiškų programavimo kalbomis taisyklės yra beveik vienodos. Taip pat yra skirtumų, į kuriuos taip pat turėtumėte atkreipti dėmesį. Pavyzdžiui, programavimo kalbose loginiai ryšiai (NOT, AND, OR) yra operacijų ženklai, o skaičiuoklėse – funkcijų pavadinimai.

Siekiant supaprastinti vartotojo darbą šiuolaikinėje programinėje įrangoje, patogiai vartotojo sąsajai užtikrinti dažnai naudojami įvairūs apvalkalai. Mokiniams reikėtų paaiškinti, kad už šių apvalkalų, kaip taisyklė, slypi tam tikra formalizuota kalba. Pavyzdžiui, už „Windows“ operacinės sistemos grafinio apvalkalo yra paslėpta OS komandų kalba. Kitas pavyzdys: MS Access DBVS suteikia vartotojui galimybę naudoti lentelių dizainerį duomenų bazei kurti, o užklausų kūrėją – užklausoms kurti. Tačiau už šių aukšto lygio įrankių yra „paslėpta“ SQL – universali kalba, skirta duomenims aprašyti ir apdoroti duomenis. Perjungę į atitinkamą režimą, galite parodyti, kaip atrodo SQL komandos, sugeneruotos dirbant su konstruktoriumi.

Bibliografija skyriui „Teorinė informacija“

1. Andreeva E.AT.,Bosova L.L.,Falina I.H. Matematiniai informatikos pagrindai. Pasirenkamasis kursas. M.: BINOM. Žinių laboratorija, 2005 m.

2. Bešenkovas S.BET.,Rakitina E.BET. Informatika. Sistemingas kursas. Vadovėlis 10 klasei. Maskva: Pagrindinių žinių laboratorija, 2001, 57 p.

3.Wiener N. Kibernetika arba gyvūnų ir mašinų valdymas ir ryšys. Maskva: Sovietų radijas, 1968, 201 p.

4. Informatika. Užduočių sąsiuvinis-dirbtuvės 2 tomuose / Red. I.G. Semakina, E.K. Henneris. T. 1. M.: BINOM. Žinių laboratorija, 2005 m.

5. Kuznecovas A.A., Bešenkovas S.A., Rakitina E.A., Matveeva N.V., Milokhina L.V. Tęstinis informatikos kursas (koncepcija, modulių sistema, pavyzdinė programa). Informatika ir švietimas, 2005 Nr.1.

6. Matematinis enciklopedinis žodynas. Skyrius: „Mokyklos informatikos žodynas“. M.: Tarybinė enciklopedija, 1988 m.

7.Frydlandas A.aš. Informatika: procesai, sistemos, ištekliai. M.: BINOM. Žinių laboratorija, 2003 m.

Bendras pavadinimas „dokumentacija“, kuris kartais yra termino „aš“ sinonimas. 1931 m. P. Otlet ir belgų teisininkas bei visuomenės veikėjas įkūrė Tarptautinį bibliografijos institutą. 1895 m. La Fontaine buvo pavadintas Tarptautiniu dokumentacijos institutu, o 1938 m. - Tarptautine dokumentacijos federacija, kuri ir toliau išlieka pagrindine tarptautine organizacija, vienijančia specialistus . bei mokslinę ir informacinę veiklą (žr. Tarptautinės federacijos dokumentaciją). 1945 metais amerikiečių mokslininkas ir inžinierius W. Bushas paskelbė „Galimas mūsų mąstymo mechanizmas“, kuriame pirmą kartą buvo plačiai iškeltas klausimas apie būtinybę mechanizuoti informacijos paiešką. Tarptautinės mokslinės informacijos konferencijos (Londonas, 1948; Vašingtonas, 1958) pažymėjo pirmuosius I raidos etapus. Didelę reikšmę turėjo atliktas mokslinių publikacijų sklaidos modelių tyrimas. Bradfordas (JK, 1948). Iki 60-ųjų vidurio. 20 amžiaus daugiausia buvo sukurti informacijos gavimo principai ir metodai bei techninės jų įgyvendinimo priemonės. W. Battenas (Didžioji Britanija), . Muersas ir. Taube (JAV) padėjo pagrindus koordinačių indeksavimui; . Vikerija,. Fosket (Didžioji Britanija), J. Perry, A. Kentas, J. Costello, . P. Lunas, . Bernier (JAV), . C. Garden (Prancūzija) sukūrė informacijos paieškos teorijos ir metodikos pagrindus; S. Cleverdon (Didžioji Britanija) tyrė įvairių tipų informacijos paieškos sistemų techninio efektyvumo palyginimo metodus; R. Shaw (JAV) ir J. Saminas (Prancūzija) sukūrė pirmuosius informacijos paieškos įrenginius mikrofilmuose ir diamikrokortelėse, kurie tarnavo kaip daugelio specialių informacinių mašinų prototipai; K. Mulleris ir C. Carlsonas (JAV) pasiūlė naujus dokumentų atgaminimo būdus, kurie sudarė šiuolaikinės reprografijos technikos pagrindą. Dabartiniam informacijos raidos etapui (aštuntajame dešimtmetyje) būdingas gilesnis mokslinės informacinės veiklos bendros mokslinės reikšmės suvokimas ir vis platesnis elektroninių kompiuterių panaudojimas joje. D. Price'as (JAV), plėtodamas J. Bernalio (Didžioji Britanija) idėjas, atkreipė dėmesį į galimybę išmatuoti mokslo raidą naudojant I. rodiklius ir priemones; . Garfieldas (JAV) sukūrė ir pristatė naujus mokslinės informacijos aptarnavimo metodus; G. Menzelis ir W. Garvey (JAV) tyrė mokslininkų ir specialistų informacijos poreikius, įvairių mokslinės komunikacijos procesų svarbą. Bendroji I. užsienyje teorija suformuota A. Avramescu (Rumunija), A. Vysotsky ir M. darbuose. Dembovskaja (Lenkija), I. Koblitz (VDR), A. Merta (Čekoslovakija), I. Polzovič (Vengrija), . Peach (Vokietija), A. Rees, R. Taylor, J. Shira (JAV), R. Fairthorn (Didžioji Britanija) ir kt.. SSRS mokslinės ir informacinės veiklos raida ėjo koja kojon su sovietų raida. mokslas ir šalies ekonomika. 30-aisiais. 20 amžiaus dirbo Mokslinės literatūros rodyklių (indeksų) leidimo komisija, pradėjo atsirasti abstraktūs SSRS mokslų akademijos fizinių ir matematikos mokslų, chemijos ir kt. žurnalai (žr. Bibliografiją). Ši veikla ypač intensyviai pradėjo vystytis nuo 50-ųjų. I. kaip savarankiškos mokslo disciplinos formavimasis siekia 40-ųjų pabaigą ir 50-ųjų pradžią. SSRS informacija buvo institucionalizuota 1952 m., kai buvo įkurtas SSRS Mokslų akademijos Mokslinės informacijos institutas, dabar – Visasąjunginis mokslinis ir techninis informacijos institutas (VINITI). Nuo 1959 m. SSRS Ministrų Taryba priėmė nemažai nutarimų, kuriais siekiama tobulinti ir plėtoti vieningą visos šalies mokslinės ir techninės informacijos sistemą. Trys visos Sąjungos konferencijos apie automatizuotą mokslinės informacijos apdorojimą (1961, 1963 ir 1966 m.) buvo svarbūs informacinių technologijų plėtros SSRS etapai. Didelę reikšmę I. teorijos raidai turėjo tarptautinis Savitarpio ekonominės pagalbos tarybos narių ir Jugoslavijos simpoziumas informatikos teorinių problemų klausimais (Maskva, 1970), o I. techninių priemonių tobulinimas. - tarptautinės parodos „Inforga-65“ ir „Interorgtekhnika-66“, kuriose buvo demonstruojamos mokslinės informacijos apdorojimo, saugojimo, paieškos ir sklaidos procesų kompleksinio mechanizavimo ir automatizavimo techninės priemonės. Daugelis rusų I. studijų sudarė pagrindą tolesnei jos raidai: bendrosios I. teorijos srityje – V. A. Uspenskio, Yu. A. Shreiderio darbai; informacijos paieškos sistemų konstravimas - G. E. Vladutsa, D. G. Lakhuti, E. . Skorokhodko, V. P. Čerenina; I. - G. M. Dobrovos, V. V. Nalimovos mokslinės problemos; dokumentiniai filmai - G. G. Vorobjova, K. R. Simona,. I. Šamurina; informacijos paieškos priemonių ir kitų techninių priemonių kūrimas - . I. Gutenmakher, V. A. Kalmanson, B. M. Rakov ir kt. I. skirstomas į šiuos skyrius: I. teorija (mokslinės informacijos dalykas ir metodai, turinys, struktūra ir savybės), mokslinė komunikacija (neformalūs ir formalūs procesai, mokslinė informacinė veikla), informacijos paieška, mokslinės informacijos sklaida ir naudojimas, mokslinės informacinės veiklos organizavimas ir istorija. Pagrindinės teorinės užduotys Tai yra bendrųjų mokslinės informacijos kūrimo, transformavimo, perdavimo ir panaudojimo įvairiose žmogaus veiklos srityse modelių atskleidimas. I. netiria ir nerengia mokslinės informacijos tiesos, naujumo ir naudingumo vertinimo kriterijų bei jos loginio apdorojimo metodų siekiant naujos informacijos. I. taikomi uždaviniai – sukurti efektyvesnius informacinių procesų įgyvendinimo metodus ir priemones, nustatyti optimalią mokslinę komunikaciją tiek mokslo viduje, tiek tarp mokslo ir pramonės. Tam tikroms problemoms tirti ir informacinių technologijų taikomųjų problemų sprendimui naudojami atskiri metodai: kibernetika (formalizuojant mokslinės informacinės veiklos procesus jų automatizavimui, konstruojant informacines logines mašinas ir kt.); matematinė informacijos teorija (tyrinėjant bendrąsias informacijos savybes, užtikrinti optimalų jos kodavimą, ilgalaikį saugojimą, perdavimą per atstumą); matematinė logika (loginių išvadų procesų formalizavimui, informacinių algoritmų programavimo metodams kurti ir kt.); semiotika (kuriant informacijos paieškos sistemas, rengiant vertimo taisykles iš natūralių kalbų į dirbtines ir atvirkščiai, kuriant indeksavimo principus, tiriant teksto struktūros transformacijas, kurios nekeičia jo reikšmės ir kt.); lingvistika (kuriant automatinio vertimo ir informacijos paieškos kalbų principus, indeksavimą ir apibendrinimą, transkripcijos ir transliteracijos metodus, rengiant tezaurus, efektyvinant terminiją); psichologija (tyrinėjant mokslinės informacijos kūrimo ir naudojimo mąstymo procesus, informacijos poreikių pobūdį ir jų formulavimą į užklausas, kuriant efektyvius skaitymo metodus, mašinų informacinių paslaugų sistemas, projektuojant informacinius įrenginius); bibliologija, bibliotekininkystė, bibliografija, archyvo mokslas (kuriant optimalias mokslinio dokumento formas, tobulinant formalius mokslinės komunikacijos procesus, antrinių publikacijų sistemą); mokslo mokslas (tyrinėjant neformalius mokslinės komunikacijos procesus, kuriant informacinių paslaugų sistemos organizavimo principus, prognozuojant mokslo raidą, vertinant jos lygį ir tempą, tiriant įvairias mokslinės informacijos vartotojų kategorijas); technikos mokslai (pateikti technines priemones mokslinės ir informacinės veiklos procesams, jų mechanizavimui ir automatizavimui). Kai kurie I. metodai savo ruožtu pritaikomi bibliotekininkystėje ir bibliografijoje (sudarant katalogus, rodykles ir pan.). Mokslinė informacija adekvačiai dabartinei mokslo būklei atspindi objektyvius gamtos, visuomenės ir mąstymo dėsnius, naudojama socialinėje-istorinėje praktikoje. Kadangi pažinimo proceso pagrindas yra socialinė praktika, mokslinės informacijos šaltinis yra ne tik moksliniai tyrimai, bet ir visų rūšių energinga žmonių veikla, keičianti gamtą ir visuomenę. Mokslinė informacija skirstoma į tipus pagal jos gavimo ir panaudojimo sritis (biologinė, politinė, techninė, cheminė, ekonominė ir kt.), pagal paskirtį (masinė ir specialioji ir kt.). Hipotezės ir teorijos, kurios vėliau pasirodo klaidingos, yra mokslinė informacija visą laiką, kol praktikoje sistemingai tiriamos ir tikrinamos jų nuostatos. Naudojimo socialinėje-istorinėje praktikoje kriterijus leidžia atskirti mokslinę informaciją nuo gerai žinomų ar pasenusių tiesų, mokslinės fantastikos idėjų ir kt. Mokslinės informacijos pateikimo, perdavimo ir gavimo procesų visuma sudaro mokslinę komunikaciją. Be išimties mokslininkai ar specialistai visada dalyvauja visuose mokslinės komunikacijos procesuose. Jų dalyvavimo laipsnis gali būti skirtingas ir priklauso nuo proceso specifikos. Atskirkite „neformalius“ ir „formalius“ procesus. „Neoficialus“ reiškia tuos procesus, kuriuos daugiausia atlieka patys mokslininkai ar specialistai: tiesioginis dialogas tarp jų apie vykdomus tyrimus ar plėtrą, lankymasis kolegų laboratorijoje ir mokslinėse bei techninėse parodose, kalbėjimas su auditorija, keitimasis laiškais ir perspaudomis publikacijų, tyrimų rezultatų ar raidos rengimas publikavimui. „Oficialus“ apima: redakcinius, leidybos ir spausdinimo procesus; mokslinių publikacijų platinimas, įskaitant prekybą knygomis, bibliotekų ir bibliografinę veiklą; mokslinės literatūros mainų procesai; archyvavimas; faktiškai mokslinė ir informacinė veikla. Visi „formalūs“ procesai, išskyrus paskutinį, nėra būdingi mokslinei komunikacijai ir yra įtraukti į masinės komunikacijos sferą, kurios pagrindinės priemonės yra spauda, ​​radijas, televizija ir kt. Padidėjęs mokslinio darbo sudėtingumas ir poreikis didinti jos efektyvumą veda prie tolimesnio jos skirstymo, kuris vyksta skirtingose ​​plotmėse: į teorinius ir eksperimentinius tyrimus, apie mokslinius tyrimus, mokslinę informaciją ir mokslinę bei organizacinę veiklą. Informacinės paslaugos skiriamos atlikti vis sudėtingesnius mokslinės informacijos atrankos ir apdorojimo uždavinius, kuriuos galima išspręsti tik tuo pačiu metu naudojant tiek informacijos pasiekimus, tiek konkrečių mokslo šakų teorijas ir metodus. Mokslinė informacinė veikla – tai dokumentuose užfiksuotos mokslinės informacijos rinkimas, apdorojimas, saugojimas ir paieška, taip pat jos teikimas mokslininkams ir specialistams, siekiant padidinti mokslinių tyrimų ir plėtros efektyvumą. Ši veikla vis dažniau vykdoma integruotomis informacinėmis sistemomis, pagrįstomis vieno ir išsamaus kiekvieno mokslinio dokumento apdorojimo principu, kurį atlieka aukštos kvalifikacijos specialistai, suvedę tokio apdorojimo rezultatus į mašinų kompleksą, susidedantį iš kompiuterio ir fototipio aparato, ir juos pakartotinai panaudojant. rezultatai sprendžiant įvairias informacines problemas: abstrakčių žurnalų leidyba, signalinės informacijos biuleteniai, analitinės apžvalgos, vertimų rinkiniai, atrankinei informacijos sklaidai (žr. Informacijos kalba), informaciniams ir informaciniams darbams, dokumentų kopijavimui ir kitokioms informacinėms paslaugoms. Nuo 40-ųjų vidurio. 20 amžiaus įvairiose šalyse pasirodo pirmieji dideli žurnalai apie I.: Journal of Documentation (L., nuo 1945 m.); „Tidskrift for Documentation“ (Stockh., nuo 1945 m.); „Amerikietiška dokumentacija“ (Wash., nuo 1950 m., nuo 1970 m. – „American Society for Information Science“ žurnalas); „Nachrichten kailio dokumentacija“ (kun./M., nuo 1950 m.); „Dokumentacija“ (Lpz., nuo 1953 m., nuo 1969 m. – „Informatika“). Nuo 1961 metų spalio mėnesio SSRS leidžiamas mėnesinis rinkinys Mokslinė ir techninė informacija, kuris nuo 1967 metų leidžiamas dviem serijomis: Informacinio darbo organizavimas ir metodai bei Informacijos procesai ir sistemos. Nuo 1963 m. VINITI pradėjo leisti pirmą kartą kas 2 mėnesius, o nuo 1966 m. – mėnesinį santraukų žurnalą „Mokslinė ir techninė informacija“, kuris nuo 1970 m. leidžiamas pavadinimu „Informatika“. Nuo 1967 m. šis žurnalas leidžiamas ir anglų kalba. Užsienyje leidžiami šie abstraktūs žurnalai apie I.: Didžiojoje Britanijoje – „Library and Information Science Abstracts“ (L., nuo 1969 m.; 1950–68 vadinosi „Bibliotekų mokslo tezės“), JAV – „Information Science“ Santraukos“ (Phil. , nuo 1969 m.; 1966–68 vadinosi „Dokumentacijos tezės“), Prancūzijoje – „Bulletin signaletique. Informacijos mokslas ir technika“ (P., nuo 1970). Nuo 1964 m. leidžiama greitoji informacija „Mokslinės informacijos teorija ir praktika“, o nuo 1965 m. – užsienio publikacijų apie I. vertimų rinkiniai. Nuo 1969 metų Kijeve leidžiamas periodinis rinkinys „Mokslas ir informatika“. Mokslo darbuotojų rengimas I. vykdomas nuo 1959 m. per VINITI aspirantūrą, personalo mokymas mokslinei ir informacinei veiklai - nuo 1963 m. aukštesniojo rengimo kursuose vadovaujantiems inžinieriams ir technikos bei mokslo darbuotojams (nuo 1972 m. Informacijos darbuotojų pažangių studijų institutas), jaunųjų mokslininkų – būsimų informacijos vartotojų – rengimas nuo 1964 m. Maskvos valstybinio universiteto Mokslinės informacijos katedroje. M. V. Lomonosovas, informacinių procesų mechanizavimo ir automatizavimo inžinieriai – daugelyje politechnikos ir mašinų gamybos institutų. Užsienyje informacinės disciplinos dėstomos universitetuose ir aukštosiose technikos mokyklose. Pastebima tendencija į vieną ugdymo specializaciją sujungti I. ir kompiuterinių technologijų problemų kompleksą. Lit .: Michailovas A. I., Cherny A. I., Gilyarevsky R. S., Informatikos pagrindai, 2 leidimas, M., 1968; juos, Informacinės problemos šiuolaikiniame moksle, M., 1972; Teorinės informatikos problemos. Šešt. Art., M., 1968; Tarptautinis informatikos forumas. Šešt. Art., 1-2 t., M., 1969; Bushas V., Kaip galime manyti, Atlantic Monthly, 1945, liepa, p. 101-108; Informacijos mokslo ir technologijų metinė apžvalga, v. 1-7, N. Y. - a. o., 1966-72; Dembowska M., Dokumentacija ir mokslinė informacija, Varšuva, 1968. A. I. Michailov, A. I. Cherny, R. S. Gilyarevsky.

M.: FIZMATLIT, 2006. - 768 p.

Enciklopediniame informaciniame žodyne yra daugiau nei 18 tūkstančių rusų ir anglų kalbų terminų, temiškai susistemintų į šias pagrindines dalis: I. Informacinių technologijų pagrindai; II. Informacinių procesų ir automatizuotų sistemų automatizavimas (AC); III. AS techninė pagalba; IV. AS programinė įranga; V. Multimedija, hipermedija, virtuali realybė, mašininis matymas; VI. Duomenų apdorojimo ir perdavimo tinklo technologijos; VII. Kompiuterių ir tinklų slengas; VIII. Piktogramos, naudojamos el. paštu; IX. Internete vartojamų žodžių ir posakių santrumpos.

Žodyno įrašai yra išplėstinio pobūdžio ir apima informacinius duomenis apie aprašomus objektus, taip pat nuorodas į pirminius dokumentinius šaltinius, kad suinteresuoti vartotojai galėtų išsamiau su jais susipažinti.

Žodyno struktūra ir turinys leidžia jį panaudoti sistemingai tiriant medžiagą apie skaitytoją dominančius teminius skyrius ir poskyrius, atlikti išankstinį sprendimų, susijusių su nevienalyčių automatizuotų informacijos ir telekomunikacijų sistemų projektavimu, tyrimą. o taip pat jo pagrindu rengti mokomuosius ir metodinius, apžvalginius, referatinius ir kt.

Žodynas skirtas plačiam vartotojų ratui, kurių profesinė veikla ar interesai susiję su šiuolaikinėmis informacinėmis technologijomis.

Formatas: djvu

Dydis: 7.1Mb

Parsisiųsti: yandex.disk

TURINYS
Enciklopedinio žodyno leidimo įžanga ................................................ 7
Trečiojo žodyno leidimo įžanga apie informacinį žodyną ir jo autorių... 9
Iš autoriaus ................................................... ...... vienuolika
Apie naudojimąsi žodynu.................................................. 13
I. Informacinių technologijų pagrindai.................................. 15
1.1. Duomenys, informacija, žinios, logika.................................. 15
1.2. Informaciniai ištekliai, informacijos teorija, informatika 19
1.3. Duomenų laikmenos, dokumentai, dokumentacija, leidiniai...................... 22
1.4. Dokumentų ir duomenų struktūrinio vaizdavimo principai....... 27
1.4.1. Informacijos elementai ir jų tipai .............................. 27
1.4.2. Įrašas, failas, masyvas, raktas.................................. 30
1.4.3. Struktūros, duomenų modeliai ir susiję terminai 34
1.4.4. Formatas, duomenų laukas ir susiję terminai ................................... 45
1.5. Informacinės technologijos.............................................. 49
1.5.1. Bendrosios sąvokos ir terminai................................ 49
1.5.2. Dokumentų ir duomenų tvarkymas ir tvarkymas................................... 52
1.5.3. Dokumentų ir duomenų įvedimas į kompiuterį .................................. 58
1.5.4. Informacijos gavimas ^ bendrosios sąvokos ir terminai ............... 63
1.5.5. Indeksavimas, dokumentų paieška ir užklausos 66
1.6. Informacinių technologijų saugumas................................................ 74
1.6.1. Bendrosios sąvokos ir terminai.................................. 74
1.6.2. Dokumentų ir duomenų kodavimas ir dekodavimas................................................ 83
1.6.3. Kriptologija ir susijusios sąvokos .................................. 87
II. Informacinių procesų automatizavimas ir automatizuotos informacinės sistemos 93
2.1. Bendrosios sąvokos ir terminai ................................................... 93
2.2. Informacijos ir bibliotekos procesų automatizavimas................................ 95
2.2.1. Su automatizavimu susiję terminai.................................. 95
2.3. Automatizuotos sistemos................................ 98
2.3.1. Bendrosios sąvokos ir terminai................................ 98
2.3.2. Funkciškai ^orientuotos automatizuotos sistemos..... 106
2.4. Automatizuotų sistemų kalbinis ir informacinis palaikymas 117
2.4.1. Lingvistinė pagalba ^ bendrosios sąvokos ir terminai ......... 117
2.4.2. Informacijos paieškos kalbos ir AIS žodynai....... 119
2.4.3. AIS metaduomenys ir formatai 128
2.4.4. AIS informacinė pagalba .............................. 147
2.5. Personalas ir automatizuotų sistemų naudotojai .................................. 153
2.5.1. AIS kūrėjai ir personalas ................................... 153
2.5.2. AIS vartotojai .............................................. 157
2.5.3. AIS specialistų atestavimas ................................... 159
2.6. Automatizuotų sistemų kūrimo ir veikimo procesai ........ 162
2.6.1. Automatizuotų sistemų projektavimas.................................. 162
2.6.2. AIS gyvavimo ciklas ir sistemos integravimas................................... 165
III. Techninė automatizuotų sistemų pagalba ........ 169
3.1. Kompiuteriai, jų tipai ir bendroji klasifikacija 169
3.2. Architektūra, konfigūracija, kompiuterinė platforma........................ 175
3.3. Asmeniniai kompiuteriai (asmeniniai kompiuteriai) ................................... 178
3.4. Nešiojamieji kompiuteriai ir atskiri skaitmeniniai įrenginiai įvairiems tikslams... 185
3.4.1. Nešiojamų kompiuterių tipai................................................ 185
3.4.2. Skaitmeninio atkūrimo ir įrašymo įrenginiai 188
3.5. Sistemos blokas ir jo konstrukcijos elementai .................................. 191
3.5.1. Procesoriai, jų tipai ir susiję terminai.................................. 192
3.5.2. Kompiuterio atmintis ^ sąvokos ir terminai ........................... 202
3.5.3. Kompiuterio atminties funkciniai įtaisai .......................... 208
3.5.4. Adapteriai, sąsajos ir susijusios sąlygos................................ 216
3.5.5. Lentos, uostai, autobusai, lizdai............................................. 224
3.6. Periferiniai (išoriniai) kompiuterių įrenginiai ................................. 233
3.6.1. Išorinė kompiuterio atmintis, diskai ir susiję terminai ..... 233
3.6.2. Kompaktiniai diskai ir susiję terminai.................................. 251
3.6.3. Duomenų įvesties įrenginiai, manipuliatoriai ........................... 260
3.6.4. Išvesties įrenginiai.................................................. 271
3.6.5. Modemai, koduotuvai, maitinimo šaltiniai........................ 286
3.7. PC kortelės ................................................... .............. .. 289
3.8. Mikroelektroninė kompiuterių bazė .................................. 294
3.9. Optoelektroniniai prietaisai.................................. 299
IV. Programinė įranga automatizuotoms sistemoms ........ 303
4.1. Algoritmai, programos, programavimas................................... 303
4.1.1. Bendrosios sąvokos ir terminai 303
4.1.2. Programavimo kalbos.................................. 307
4.1.3. Su programavimu susiję terminai.................................. 319
4.2. Bendroji programinė įranga.................................. 327
4.2.1. Operacinės sistemos................................ 328
4.2.2. Bendrieji programinės įrangos aptarnavimo įrankiai 338
4.3. Automatizuotų sistemų taikomoji programinė įranga....... 339
4.3.1. Bendrosios sąvokos ir terminai.................................. 339
4.3.2. Taikomosios programos................................ 342
4.3.3. Kompiuteriniai virusai ir antivirusai ........................... 346
4.4. Sąlygos, susijusios su programinės įrangos įrankių veikimu 350
4.4.1. Kai kurios bendrosios sąvokos ir terminai ........................... 350
4.4.2. Duomenų įrašų archyvavimas, glaudinimas-atkūrimas............... 352
4.4.3. Prieiga, adresas ir susijusios sąlygos........................................ 364
V. Multimedija, hipermedija, virtuali realybė, mašininis matymas. 372
5.1. Multimedijos sistemos ir susiję terminai. ................. 372
5.2. Muzikinio ir kalbos akompanimento teikimo priemonės .......... 375
5.2.1. Bendrosios sąvokos ir terminai.................................. 375
5.2.2. Garso failai, jų standartai ir formatai ................................... 380
5.3. Mašininė (kompiuterinė) grafika ........................... 389
5.3.1. Bendrosios sąvokos ir terminai.................................. 389
5.3.2. Grafiniai failai ir jų formatai.................................. 392
5.3.3. Kompiuterinės grafikos technologija................................ 400
5.4. Kompiuterinis vaizdo įrašas, skaitmeninė televizija ir animacija ................................... 408
5.4.1. Bendrosios sąvokos ir terminai.................................. 408
5.4.2. Vaizdo technologija ................................... 412
5.4.3. Animacijos technologija.................................. 416
5.4.4. Skaitmeninė televizija 420
5.5. Virtuali realybė, paraleliniai pasauliai. ...................... 424
5.6. Kompiuterinis matymas.............................................. 427
VI. Tinklo technologijos. Informacijos apdorojimo ir perdavimo priemonės 430
6.1. Bendrosios sąvokos ir terminai ............................... 430
6.2. Vietiniai tinklai.................................................. 433
6.3. Paskirstyti kompiuteriniai tinklai.................................. 441
6.3.1. Bendrosios sąvokos ir terminai.................................. 441
6.3.2. Intranetas.............................. 450
6.3.3. ETHERNETAS ............................... 455
6.4. Pasauliniai skaičiavimo tinklai, internetas ........................ 471
6.4.1. Bendrosios sąvokos ir terminai.................................. 471
6.4.2. Žiniatinklio technologija.................................................. 482
6.4.3. Duomenų perdavimo interneto kanalais technologijos........................ 489
6.4.4. Paslaugos ir aptarnavimo įrankiai internete........................................ 499
6.4.5. Integruotos skaitmeninio tinklo paslaugos – ISDN ................................. 518
6.4.6. Korinis ryšys ir kompiuterinė telefonija .................................. 520
6.4.7. Pastatų telekomunikacinė įranga .................................. 526
6.4.8. Techninių priemonių ir kompleksų, pagrįstų telekomunikacijų technologijų panaudojimu, kūrimas 532
6.4.9. Interneto teisinių santykių subjektai .................................. 533
6.5. Kompiuterių tinklų apsaugos priemonės ir technologijos................................... 536
6.6. Pagrindiniai duomenų tinklų standartai. ...................... 541
6.6.1. ISO standartai ................................................... 541
6.6.2. IEEE standartai ............................... 543
6.6.3. ITU-T standartai .................................................. 554
6.6.4. Kiti standartai ir protokolai........................ 560
VII. Kompiuterių ir tinklų slengas .............................. 565
VIII. El. pašto piktogramos ir jaustukų simboliai............. 592
IX. Internete vartojamų žodžių ir posakių santrumpos ...... 594
Literatūra ................................................ 597
Anglų kalbos abėcėlinė rodyklė.................................. 644
Rusų abėcėlinė rodyklė.................................. ... 708