V anglicky hovoriacich krajinách sa používa pojem computer science – informatika.

Teoretickým základom informatiky je skupina základných vied ako: teória informácie, teória algoritmov, matematická logika, teória formálnych jazykov a gramatiky, kombinatorická analýza atď. Okrem nich informatika zahŕňa také sekcie ako architektúra počítačov, operačné systémy, teória databáz, programovacie technológie a mnohé ďalšie. Dôležité pri definovaní informatiky ako vedy je, že na jednej strane sa zaoberá štúdiom zariadení a princípov fungovania výpočtovej techniky a na druhej strane systematizáciou techník a metód práce s programami, ktoré ovládať túto technológiu.

Informačné technológie sú súborom špecifických hardvérových a softvérových nástrojov, ktoré sa používajú na vykonávanie rôznych operácií spracovania informácií vo všetkých sférach nášho života a činností. Informačné technológie sa niekedy označujú ako výpočtová technika alebo aplikovaná informatika.

Informácie analógové a digitálne.

pojem "informacie" pochádza z latinských informácií, – vysvetlenie, výklad, uvedomenie.

Informácie možno klasifikovať rôznymi spôsobmi a rôzne vedy to robia rôznymi spôsobmi. Napríklad vo filozofii rozlišujte medzi objektívnou a subjektívnou informáciou. Objektívne informácie odrážajú fenomény prírody a ľudskej spoločnosti. Subjektívne informácie vytvárajú ľudia a odzrkadľujú ich pohľad na objektívne javy.

V informatike sa analógové informácie a digitálne informácie posudzujú oddelene. Je to dôležité, pretože človek je vďaka svojim zmyslom zvyknutý narábať s analógovými informáciami, kým výpočtová technika, naopak, pracuje najmä s digitálnymi informáciami.

Človek vníma informácie zmyslami. Svetlo, zvuk, teplo sú energetické signály a chuť a vôňa sú výsledkom pôsobenia chemických zlúčenín, ktoré je tiež založené na energetickej podstate. Človek zažíva energetické dopady nepretržite a nikdy sa nemusí stretnúť s tou istou kombináciou dvakrát. Na jednom strome nie sú dva identické zelené listy a dva úplne identické zvuky - to sú analógové informácie. Ak priradíte čísla rôznym farbám a poznámky rôznym zvukom, analógové informácie sa môžu zmeniť na digitálne informácie.

Hudba pri počúvaní nesie analógové informácie, ale keď je zaznamenaná, stáva sa digitálnou.

Rozdiel medzi analógovými informáciami a digitálnymi informáciami je predovšetkým v tom, že analógové informácie sú nepretržité, zatiaľ čo digitálne informácie sú diskrétne.

Medzi digitálne zariadenia patria osobné počítače - tie pracujú s informáciami prezentovanými v digitálnej forme, digitálne sú aj hudobné prehrávače laserových kompaktných diskov.

Kódovanie informácií.

Kódovanie informácií je proces vytvárania určitej reprezentácie informácií. .

V užšom zmysle sa pojem „kódovanie“ často chápe ako prechod z jednej formy prezentácie informácií na inú, vhodnejšiu na uchovávanie, prenos alebo spracovanie.

Počítač dokáže spracovať iba informácie prezentované v číselnej forme. Všetky ostatné informácie (zvuky, obrázky, údaje z prístrojov atď.) musia byť pre spracovanie v počítači prevedené do číselnej podoby. Napríklad na kvantifikáciu hudobného zvuku je možné merať intenzitu zvuku pri určitých frekvenciách v krátkych intervaloch, pričom výsledky každého merania sú prezentované v číselnej forme. Pomocou počítačových programov je možné transformovať prijaté informácie, napríklad „prekrývať“ zvuky z rôznych zdrojov na seba.

Podobne je možné spracovať textové informácie v počítači. Po zadaní do počítača je každé písmeno zakódované určitým číslom a pri výstupe na externé zariadenia (obrazovka alebo tlač) sa na ľudské vnímanie vytvárajú obrázky písmen pomocou týchto čísel. Korešpondencia medzi množinou písmen a číslic sa nazýva kódovanie znakov.

Všetky čísla v počítači sú spravidla reprezentované nulami a jednotkami (a nie desiatimi číslicami, ako je to u ľudí zvykom). Inými slovami, počítače zvyčajne pracujú v binárnom systéme číselný systém, keďže v tomto prípade sú zariadenia na ich spracovanie oveľa jednoduchšie.

Jednotky merania informácií. Trocha. Byte.

Bit je najmenšia jednotka reprezentácie informácie. Bajt – najmenšia jednotka spracovania a prenosu informácií .

Pri riešení rôznych problémov človek využíva informácie o svete okolo nás. Človek často počúva, že správa nesie málo informácií alebo naopak obsahuje vyčerpávajúce informácie, zatiaľ čo rôzni ľudia, ktorí dostanú rovnakú správu (napríklad po prečítaní článku v novinách), odhadujú množstvo informácií v nej obsiahnutých rôzne. To znamená, že vedomosti ľudí o týchto udalostiach (javoch) pred prijatím správy boli iné. Množstvo informácií v správe teda závisí od toho, ako nová je správa pre príjemcu. Ak sa v dôsledku prijatia správy dosiahne úplná jasnosť v tejto otázke (tj zmizne neistota), hovoria, že boli prijaté komplexné informácie. To znamená, že nie sú potrebné ďalšie informácie o tejto téme. Naopak, ak po prijatí správy zostala neistota rovnaká (nahlásená informácia už bola známa alebo nebola relevantná), potom nebola prijatá žiadna informácia (nulová informácia).

Hodenie mince a sledovanie jej pádu poskytuje určité informácie. Obe strany mince sú si „rovnaké“, takže je pravdepodobné, že obe strany prídu rovnako. V takýchto prípadoch sa hovorí, že udalosť nesie informáciu v 1 bite. Ak dáme do vrecka dve guľôčky rôznych farieb, tak slepým ťahaním jednej guľôčky získame v 1 bite aj informáciu o farbe gule.

Jednotka merania informácií sa nazýva bit (bit) - skratka pre anglické slová binárna číslica, čo znamená binárna číslica.

V počítačovej technike trochu zodpovedá fyzickému stavu nosiča informácie: zmagnetizovaný - nezmagnetizovaný, je tam diera - nie je diera. V tomto prípade je jeden stav zvyčajne označený číslom 0 a druhý - číslom 1. Výber jednej z dvoch možných možností vám tiež umožňuje rozlíšiť medzi logickou pravdou a nepravdou. Postupnosť bitov môže zakódovať text, obrázok, zvuk alebo akúkoľvek inú informáciu. Tento spôsob prezentácie informácií sa nazýva binárne kódovanie. (binárne kódovanie) .

V informatike sa často používa množstvo nazývané bajt a rovná sa 8 bitom. A ak vám bit umožňuje vybrať jednu možnosť z dvoch možných, potom je bajt 1 z 256 (2 8). Spolu s bajtmi sa na meranie množstva informácií používajú aj väčšie jednotky:

1 kB (jeden kilobajt) = 2\up1210 bajtov = 1024 bajtov;

1 MB (jeden megabajt) = 2\up1210 kB = 1024 kB;

1 GB (jeden gigabajt) = 2\up1210 MB = 1024 MB.

Napríklad kniha obsahuje 100 strán; 35 riadkov na stranu, 50 znakov na riadok. Objem informácií obsiahnutých v knihe sa vypočíta takto:

Stránka obsahuje 35 × 50 = 1750 bajtov informácií. Objem všetkých informácií v knihe (v rôznych jednotkách):

1750 × 100 = 175 000 bajtov.

175 000 / 1024 = 170,8984 kB.

170,8984 / 1024 = 0,166893 MB.

Súbor. Formáty súborov.

Súbor je najmenšia jednotka ukladania informácií, ktorá obsahuje sekvenciu bajtov a má jedinečný názov.

Hlavným účelom súborov je ukladať informácie. Sú určené aj na prenos údajov z programu do programu a zo systému do systému. Inými slovami, súbor je úložisko stabilných a mobilných dát. Súbor je však viac ako len úložisko údajov. Súbor má zvyčajne názov, atribúty, čas úpravy a čas vytvorenia.

Súborová štruktúra je systém na ukladanie súborov na úložné zariadenie, ako je disk. Súbory sú usporiadané do adresárov (niekedy nazývaných adresáre alebo priečinky). Každý adresár môže obsahovať ľubovoľný počet podadresárov, z ktorých každý môže ukladať súbory a iné adresáre.

Spôsob, akým sú údaje usporiadané do bajtov, sa nazýva formát súboru. .

Aby ste mohli čítať súbor, napríklad tabuľku, musíte vedieť, ako bajty predstavujú čísla (vzorce, text) v každej bunke; na čítanie súboru textového editora je potrebné vedieť, ktoré bajty predstavujú znaky a ktoré písma alebo polia a ďalšie informácie.

Programy môžu ukladať dáta do súboru spôsobom zvoleným programátorom. Často sa však očakáva, že súbory budú používať rôzne programy, takže mnohé aplikačné programy podporujú niektoré z bežnejších formátov, takže iné programy dokážu porozumieť údajom v súbore. Softvérové ​​spoločnosti (ktoré chcú, aby sa ich programy stali „štandardmi“) často zverejňujú informácie o formátoch, ktoré vytvárajú, aby ich bolo možné použiť v iných aplikáciách.

Všetky súbory je možné podmienečne rozdeliť na dve časti - textovú a binárnu.

Textové súbory sú najbežnejším typom údajov vo svete počítačov. Na uloženie každého znaku je najčastejšie pridelený jeden bajt a textové súbory sa kódujú pomocou špeciálnych tabuliek, v ktorých každý znak zodpovedá určitému číslu nepresahujúcemu 255. Súbor na kódovanie, ktorý používa iba 127 prvých čísel, sa nazýva ASCII- súbor (skratka pre American Standard Code for Information Intercange – americký štandardný kód pre výmenu informácií), ale takýto súbor nemôže obsahovať iné písmená ako latinku (vrátane ruštiny). Väčšina národných abecied môže byť kódovaná pomocou osembitovej tabuľky. Pre ruský jazyk sú v súčasnosti najpopulárnejšie tri kódovania: Koi8-R, Windows-1251 a takzvané alternatívne (alt) kódovanie.

Jazyky ako čínština obsahujú podstatne viac ako 256 znakov, takže na kódovanie každého znaku sa používa viacero bajtov. Kvôli úspore miesta sa často používa nasledujúci trik: niektoré znaky sú kódované pomocou jedného bajtu, zatiaľ čo iné používajú dva alebo viac bajtov. Jedným z pokusov o zovšeobecnenie tohto prístupu je štandard Unicode, ktorý na kódovanie znakov používa rozsah čísel od nuly do 65 536. Takýto široký rozsah umožňuje numerické znázornenie symbolov jazyka ktoréhokoľvek kúta planéty.

Čisto textové súbory sú však čoraz zriedkavejšie. Dokumenty často obsahujú obrázky a diagramy a používajú sa rôzne typy písma. V dôsledku toho sa objavujú formáty, ktoré sú rôznymi kombináciami textových, grafických a iných foriem údajov.

Binárne súbory sa na rozdiel od textových súborov nezobrazujú tak ľahko a zvyčajne neobsahujú známe slová - iba veľa nejasných znakov. Tieto súbory nie sú určené na priame čítanie pre ľudí. Príkladmi binárnych súborov sú spustiteľné programy a grafické súbory.

Príklady binárneho kódovania informácií.

Spomedzi rôznych informácií spracovávaných na počítači tvoria významnú časť číselné, textové, grafické a zvukové informácie. Zoznámime sa s niektorými spôsobmi kódovania týchto typov informácií v počítači.

Kódovanie čísel.

Existujú dva hlavné formáty na reprezentáciu čísel v pamäti počítača. Jedna z nich sa používa na kódovanie celých čísel, druhá (tzv. reprezentácia čísla s pohyblivou rádovou čiarkou) slúži na špecifikáciu určitej podmnožiny reálnych čísel.

Množina celých čísel, ktoré môžu byť reprezentované v pamäti počítača, je obmedzená. Rozsah hodnôt závisí od veľkosti oblasti pamäte použitej na ukladanie čísel. AT k-bitová bunka môže uložiť 2 k rôzne hodnoty celých čísel .

Získať internú reprezentáciu kladného celého čísla N uložené v k-bitové strojové slovo, potrebujete:

1) preložiť číslo N do binárnej číselnej sústavy;

2) získaný výsledok je doplnený vľavo o nevýznamné nuly až do k číslic.

Napríklad na získanie internej reprezentácie celého čísla 1607 v 2-bajtovej bunke sa číslo skonvertuje na binárne: 1607 10 = 11001000111 2 . Vnútorná reprezentácia tohto čísla v bunke je: 0000 0110 0100 0111.

Ak chcete napísať internú reprezentáciu záporného celého čísla (–N), potrebujete:

1) získajte internú reprezentáciu kladného čísla N;

2) získajte návratový kód tohto čísla a nahraďte 0 1 a 1 0;

3) pridajte 1 k prijatému číslu.

Interná reprezentácia záporného celého čísla je -1607. Použitím výsledku predchádzajúceho príkladu sa vnútorná reprezentácia kladného čísla 1607 zapíše: 0000 0110 0100 0111. Obrátený kód sa získa invertovaním: 1111 1001 1011 1000. Pridá sa jedna: 1111 1001 1011 - toto je 10. binárne znázornenie čísla -1607.

Formát s pohyblivou rádovou čiarkou používa reprezentáciu reálneho čísla R ako produkt mantisy m na základe číselného systému n do istej miery p, ktorá sa nazýva objednávka: R = m * np.

Reprezentácia čísla vo forme s pohyblivou rádovou čiarkou je nejednoznačná. Napríklad sú pravdivé nasledujúce rovnosti:

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

Počítače najčastejšie používajú normalizovanú reprezentáciu čísla vo forme s pohyblivou rádovou čiarkou. Mantisa v tomto znázornení musí spĺňať podmienku:

0,1 p J m p . Inými slovami, mantisa je menšia ako 1 a prvá platná číslica nie je nula ( p je základom číselnej sústavy).

V pamäti počítača je mantisa reprezentovaná ako celé číslo obsahujúce iba platné číslice (0 celých čísel a čiarka nie sú uložené), takže pre číslo 12.345 bude v pamäťovej bunke vyhradenej na uloženie mantisy uložené číslo 12.345. jedinečne obnoviť pôvodné číslo, zostáva len uložiť jeho poradie, v tomto príklade je 2.

Kódovanie textu.

Súbor znakov používaných na písanie textu sa nazýva abeceda. Počet znakov v abecede sa nazýva jej mohutnosť.

Na znázornenie textovej informácie v počítači sa najčastejšie používa abeceda s kapacitou 256 znakov. Jeden znak z takejto abecedy nesie 8 bitov informácií, pretože 2 8 \u003d 256. Ale 8 bitov tvorí jeden bajt, preto binárny kód každého znaku zaberá 1 bajt pamäte počítača.

Všetky znaky takejto abecedy sú očíslované od 0 do 255 a každé číslo zodpovedá 8-bitovému binárnemu kódu od 00000000 do 11111111. Tento kód je poradové číslo znaku v binárnej číselnej sústave.

Pre rôzne typy počítačov a operačných systémov sa používajú rôzne kódovacie tabuľky, ktoré sa líšia v poradí, v akom sú v kódovacej tabuľke umiestnené abecedné znaky. Už spomínaná kódovacia tabuľka ASCII je medzinárodným štandardom na osobných počítačoch.

Princíp sekvenčného kódovania abecedy spočíva v tom, že v tabuľke kódov ASCII sú latinské písmená (veľké a malé písmená) usporiadané v abecednom poradí. Usporiadanie čísel je tiež usporiadané vo vzostupnom poradí hodnôt.

V tejto tabuľke je štandardných iba prvých 128 znakov, t. j. znaky s číslami od nuly (binárny kód 00000000) do 127 (01111111). Patria sem písmená latinskej abecedy, čísla, interpunkčné znamienka, zátvorky a niektoré ďalšie symboly. Zvyšných 128 kódov, počnúc 128 (binárny kód 10000000) a končiac 255 (11111111), sa používa na kódovanie písmen národných abecied, pseudografiky a vedeckých symbolov.

Kódovanie grafických informácií.

Videopamäť obsahuje binárne informácie o obrázku zobrazenom na obrazovke. Takmer všetky obrázky vytvorené, spracované alebo prezerané pomocou počítača možno rozdeliť na dve veľké časti – rastrovú a vektorovú grafiku.

Rastrové obrázky sú jednovrstvová mriežka bodov nazývaná pixely (pixel, z anglického picture element). Kód pixelu obsahuje informácie o jeho farbe.

Pri čiernobielom obrázku (bez poltónov) môže mať pixel iba dve hodnoty: bielu a čiernu (svieti – nesvieti) a na zakódovanie stačí jeden bit pamäte: 1 – biela, 0 - čierna.

Pixel na farebnom displeji môže mať rôzne farby, takže jeden bit na pixel nestačí. Na kódovanie 4-farebného obrázka sú potrebné dva bity na pixel, pretože dva bity môžu nadobudnúť 4 rôzne stavy. Napríklad je možné použiť túto možnosť farebného kódovania: 00 - čierna, 10 - zelená, 01 - červená, 11 - hnedá.

Na RGB monitoroch sa všetka paleta farieb získa kombináciou základných farieb - červenej (červenej), zelenej (zelenej), modrej (modrej), z ktorých môžete získať 8 základných kombinácií:

Samozrejme, ak máte možnosť ovládať intenzitu (jas) žiary základných farieb, tak sa zvyšuje počet rôznych možností ich kombinácií, vytvárajúcich rôzne odtiene. Množstvo rôznych farieb - Komu a počet bitov na ich zakódovanie - N sú prepojené jednoduchým vzorcom: 2 N = Komu.

Na rozdiel od rastrovej grafiky vektorový obrázok vrstvený. Každý prvok vektorového obrázka - čiara, obdĺžnik, kruh alebo fragment textu - sa nachádza vo vlastnej vrstve, ktorej pixely sú nastavené nezávisle od ostatných vrstiev. Každý prvok vektorového obrázka je objekt, ktorý je popísaný pomocou špeciálneho jazyka (matematické rovnice čiar, oblúkov, kružníc a pod.) Komplexné objekty (prerušované čiary, rôzne geometrické tvary) sú reprezentované ako množina elementárnych grafických objektov.

Objekty vektorového obrázka, na rozdiel od rastrovej grafiky, môžu meniť svoju veľkosť bez straty kvality (zrnitosť sa zvyšuje pri zväčšení rastrového obrázka).

Kódovanie zvuku.

Ten zvuk poznáme z fyziky sú vibrácie vzduchu. Ak prevediete zvuk na elektrický signál (napríklad pomocou mikrofónu), môžete vidieť napätie, ktoré sa plynule mení v priebehu času. Pre počítačové spracovanie musí byť takýto analógový signál nejakým spôsobom prevedený na postupnosť binárnych čísel.

Robí sa to napríklad takto - napätie sa meria v pravidelných intervaloch a výsledné hodnoty sa zaznamenávajú do pamäte počítača. Tento proces sa nazýva vzorkovanie (alebo digitalizácia) a zariadenie, ktoré ho vykonáva, sa nazýva analógovo-digitálny prevodník (ADC).

Na reprodukciu takto zakódovaného zvuku je potrebné vykonať inverznú konverziu (na tento účel sa používa digitálno-analógový prevodník). - DAC) a potom vyhladzujte výsledný krokový signál.

Čím vyššia je vzorkovacia frekvencia a čím viac bitov je pridelených pre každú vzorku, tým presnejšie bude reprezentovaný zvuk, ale zväčší sa aj veľkosť zvukového súboru. Preto sa v závislosti od charakteru zvuku, požiadaviek na jeho kvalitu a množstva obsadenej pamäte vyberajú určité kompromisné hodnoty.

Opísaná metóda kódovania zvukových informácií je celkom univerzálna, umožňuje reprezentovať akýkoľvek zvuk a transformovať ho rôznymi spôsobmi. Sú však chvíle, kedy je výhodnejšie konať inak.

Dlho sa používa pomerne kompaktný spôsob reprezentácie hudby - notový záznam. Špeciálnymi symbolmi označuje výšku zvuku, na akom nástroji a ako hrať. V skutočnosti ho možno považovať za algoritmus pre hudobníka napísaný v špeciálnom formálnom jazyku. V roku 1983 poprední výrobcovia počítačov a hudobných syntetizátorov vyvinuli štandard, ktorý definoval takýto systém kódov. Volá sa MIDI.

Samozrejme, takýto systém kódovania umožňuje zaznamenať nie každý zvuk, je vhodný len pre inštrumentálnu hudbu. Má však aj nepopierateľné výhody: mimoriadne kompaktnú nahrávku, prirodzenosť pre hudobníka (takmer každý MIDI editor umožňuje pracovať s hudbou vo forme bežných nôt), jednoduchosť výmeny nástrojov, zmena tempa a tóniny melódie.

Existujú aj iné, čisto počítačové, formáty nahrávania hudby. Medzi nimi je aj formát MP3, ktorý umožňuje veľmi kvalitne a kompresne kódovať hudbu, pričom namiesto 18–20 hudobných skladieb je na bežný kompaktný disk (CDROM) umiestnených približne 200. Jedna skladba zaberá približne 3,5 Mb, čo umožňuje Pre užívateľov internetu je jednoduchá výmena hudobných skladieb.

Počítač je univerzálny informačný stroj.

Jedným z hlavných účelov počítača je spracovanie a ukladanie informácií. S príchodom počítačov bolo možné pracovať s predtým nepredstaviteľnými objemami informácií. Knižnice obsahujúce vedeckú a beletristickú literatúru sa prevádzajú do elektronickej podoby. Staré foto a filmové archívy dostávajú nový život v digitálnej podobe.

Anna Chugainová

INFORMÁCIE (anglická informatika), veda o získavaní informácií zo správ, vytváraní informačných zdrojov, programovaní správania strojov a iných entít súvisiacich s konštrukciou a používaním prostredia človek-stroj na riešenie problémov modelovania, navrhovania, interakcie, učenia, atď. Študuje vlastnosti informácií, spôsoby ich extrakcie zo správ a ich prezentácie v danej forme; vlastnosti, metódy a prostriedky interakcie informácií; vlastnosti informačných zdrojov, spôsoby a prostriedky ich tvorby, prezentácie, uchovávania, akumulácie, vyhľadávania, prenosu a ochrany; vlastnosti, metódy a prostriedky konštrukcie a využitia programovateľných strojov a prostredia človek-stroj na riešenie problémov.

Vedecká produkcia informatiky

Vedecká produkcia informatiky slúži ako metodický základ pre budovanie prostredia človek-stroj na riešenie problémov (obr. 1) súvisiacich s rôznymi oblasťami činnosti.

Výsledky štúdií entít (vo vede zvyčajne nazývaných objekty) sú reprezentované ich symbolickými a/alebo fyzikálnymi modelmi. Symbolické modely sú opisy získaných vedomostí [viď. Symbolické modelovanie(s-modeling)], a fyzikálne sú prototypy skúmaných objektov, odrážajúce ich vlastnosti, správanie atď. Vedeckým výsledkom je model znalostného systému (alebo komponent predtým definovaného a publikovaného modelu), ktorý popisuje súbor objektov vrátane skúmaného objektu a vzťahov medzi nimi . Opis modelu je prezentovaný vo forme správy určenej na rozpoznanie a interpretáciu vedeckou komunitou. Hodnota výsledku závisí od predikčnej sily, reprodukovateľnosti a použiteľnosti modelu, ako aj od vlastností správy obsahujúcej jej popis.

Príklady výsledkov, ktoré zohrali výnimočnú úlohu v metodickej podpore budovania prostredia človek-stroj na riešenie problémov, môžu byť: model digitálneho elektronického stroja vynájdený J. von Neumannom s programovými pokynmi a dátami uloženými v zdieľanej pamäti [ známy ako von Neumannov model] a von Neumannova architektúra] ; vynájdený tvorcom webu (porov. Celosvetový web) T. Berners Lee HTTP protokol (angl. Hypertext transfer protocol - hypertext transfer protocol), čo je protokol na aplikačnej úrovni, ktorý definuje pravidlá pre prenos správ v hypermediálnych (pozri Multimédiá) systémoch, a jednotný identifikátor zdroja URI (ang. Uniform Resource Identifier), ktorý sa stal štandardom pre zaznamenávanie adresy zdroja zverejnenej na internete. Ťažko nájsť dnes (2017) oblasť činnosti, kde sa neuplatňujú vedecké produkty informatiky. Na jej základe vznikol email, web, vyhľadávače, IP telefónia, internet vecí a ďalšie internetové služby (pozri Internet); Digitálne audio, foto a video nahrávanie; počítačom podporované konštrukčné systémy (CAD); počítačové simulátory a roboty (pozri. Počítačové modelovanie), digitálne komunikačné systémy, navigačné systémy, 3D tlačiarne atď.

Základné pojmy

Priebežné formovanie informatiky je sprevádzané rozvojom jej pojmového aparátu a spresňovaním predmetu výskumu. V roku 2006 bola v Inštitúte pre problémy informatiky Ruskej akadémie vied (IPI RAS) vytvorená nová oblasť výskumu - symbolické modelovanie ľubovoľných objektov v prostredí človek-stroj (skrátene- S symbolická simulácia alebo s-simulácia). Jeden z prvých vedeckých projektov v tejto oblasti bol venovaný metodológii konštrukcie symbolického modelu informatického znalostného systému v prostredí človek-stroj. . V teórii symbolického modelovania (s-modeling) vytvorenej v roku 2009 bola navrhnutá ďalšia verzia symbolického modelu jadra systému pojmov informatiky, ktorá obsahuje nasledujúce pojmy.

Správa(anglická správa) sa považuje za konečný usporiadaný súbor symbolov (vizuálnych, zvukových atď.; pozri Symbol v informatike) alebo jeho kódu (pozri Kód v informatike), ktorý spĺňa protokol interakcie medzi zdrojom a príjemcom. Existencia správy predpokladá existenciu zdroja správy, príjemcu, nosiča, prenosového média, doručovacieho prostriedku a protokolu interakcie medzi zdrojom a príjemcom. V prostredí človek-stroj na riešenie problémov (s-prostredie) ľudia s pomocou programovateľných strojov (s-machines) tvoria správy, prezentujú ich v dotazovacích jazykoch, programovaní atď.; vykonávať rôzne konverzie (napr. z analógového na digitálny a naopak; z nekomprimovaného na komprimovaný a naopak; z jednej formy reprezentácie dokumentu do inej); rozpoznávať, používať správy na vytváranie nových správ (programov, dokumentov atď.); interpretovať na modeloch pojmových systémov (ktoré sú uložené v pamäti tlmočníka aj vo forme správ); vymieňať si správy pomocou systémov pravidiel implementovaných softvérom a hardvérom (sieťové protokoly, pozri nižšie). Počítačová sieť); ukladať a zhromažďovať správy (tvorbou elektronických knižníc, encyklopédií a iných informačných zdrojov), riešiť problémy vyhľadávania a ochrany správ.

Tlmočník správ sa študuje ako staviteľ výstupnej správy podľa vstupu v súlade s daným systémom interpretačných pravidiel. Nevyhnutnou podmienkou konštrukcie tlmočníka správ je existencia modelov vstupných a výstupných jazykov, ako aj modelov koncepčných systémov, na ktorých by sa mali interpretovať správy napísané vo vstupných a výstupných jazykoch.

Údaje(anglické údaje) - správa potrebná na vyriešenie určitého problému alebo súboru problémov, prezentovaná vo forme určenej na rozpoznanie, transformáciu a interpretáciu riešiteľom (programom alebo osobou). Človek vníma dáta (text, obrázky a pod.) v symbolickej podobe, kým počítačový program alebo počítačové zariadenie (smartfón, digitálny fotoaparát a pod.) ich vníma v kóde.

Informácie(anglické informácie) sa študujú ako výsledok interpretácie správy na modeli systému pojmov [pozri. Symbolické modelovanie(s-simulácia)]. Na extrahovanie informácií zo správy je potrebné, aby bola prijatá správa prezentovaná vo forme navrhnutej tak, aby ju príjemca správy rozpoznal a interpretoval; modely koncepčných systémov uložené v pamäti tlmočníka, medzi ktorými je jeden potrebný na interpretáciu prijatej správy; mechanizmy na hľadanie potrebného modelu, interpretáciu správy, prezentáciu výsledku interpretácie vo forme určenej pre príjemcu (obr. 2).

Napríklad výsledkom interpretácie správy ma , prezentovanej v jazyku a , prijatej prekladateľom (človekom alebo robotom) vo forme správy mb v jazyku b , je informácia extrahovaná zo správy ma .

Programovateľná úloha(s-problém) sa považuje za množinu (Formul , Rulsys , Alg , Prog ), kde Formula je výrok problému; Rulsys - súbor systémov povinných a orientačných pravidiel na riešenie problému, zosúladených s Formulou; Alg je spojenie množín algoritmov, z ktorých každý zodpovedá jednému prvku z Rulsys ; Prog je spojenie množín programov, z ktorých každý je priradený k jednému z prvkov Alg . Každý prvok z Rulsys , Alg a Prog musí mať popis aplikácie. Popisy použitia prvkov Rulsys zahŕňajú špecifikáciu typu riešiteľa problémov (autonómny s-machine, sieťová spolupráca s-machine, spolupráca človek-s-stroj a pod.), požiadavky na informačnú bezpečnosť atď. režimy prevádzky riešenia problémov ( automatické lokálne, automatické distribuované, interaktívne lokálne a pod.), požiadavky na získaný výsledok a pod. Popisy aplikácie programov zahŕňajú údaje o implementačných jazykoch, operačných systémoch atď.

Algoritmus– formalizovaný popis konečného súboru krokov na riešenie problému, ktorý zodpovedá jednému z prvkov systému Rulsys a umožňuje vzájomnú zhodu medzi daným súborom vstupných údajov a výsledným súborom výstupných údajov.

Program– algoritmus implementovaný vo vysokoúrovňovom programovacom jazyku, strojovo orientovanom jazyku a/alebo v systéme strojových inštrukcií. Prezentované vo forme správy, ktorá definuje správanie riešiteľa problémov s-machine s danými vlastnosťami. Existuje v symbolických, kódových a signálnych inkarnáciách, spojených prekladovými vzťahmi (pozri Kompilátor v informatike).

Symbol(anglický symbol) - náhrada za prírodný alebo vynájdený predmet, ktorý označuje tento predmet a je prvkom určitého systému na vytváranie symbolických správ (texty, hudobné noty atď.), ktoré sú určené na vnímanie osobou alebo robotom. Napríklad ruská abeceda je systém textových symbolov; písmeno A v tomto systéme je symbol, ktorý nahrádza zodpovedajúci zvuk zo systému rečových zvukových symbolov ruského jazyka; Písmeno A zodpovedá hmatovému textúrnemu symbolu (vnímanému dotykom prstov) v systéme textových správ pre nevidomých známom ako Braillovo písmo (pozri obr. Braillovo písmo). Súbor vizuálnych, zvukových a iných symbolov vybraných na vytváranie správ určitého typu sa považuje za súbor základných konštruktívnych objektov, z ktorých každý je vybavený súborom atribútov a súborom povolených operácií. Vytváranie štruktúr z prvkov tejto množiny je determinované systémom pravidiel konštrukcie symbolických modelov [bližšie v článku Symbol v informatike (s-symbol)].

Kód(Anglický kód) - náhrada za symbol alebo symbolickú správu, ktorá sa používa na ich reprezentáciu v počítačoch, smartfónoch a iných programovateľných strojoch a je určená na vytváranie, ukladanie, prenos a interpretáciu symbolických správ [viac podrobností nájdete v článku Kód v informatike ( s-kód)].

Signál(anglický signál) je optický, zvukový alebo iný vplyv vnímaný ľudskými zmyslami alebo strojovými snímačmi, alebo znázornenie kódu vo forme frekvencie elektromagnetického žiarenia, zloženia hodnôt elektrického napätia alebo iného, ​​určeného na vnímanie hardvér stroja (napríklad centrálna procesorová jednotka počítača, mikroprocesor automobilový navigátor). Symboly, kódy a signály sú vzájomne prepojené transformačnými vzťahmi. Každému symbolu a symbolickej konštrukcii, navrhnutým na vnímanie človekom alebo robotom, možno priradiť individuálnu korešpondenciu s kódmi určenými na manipuláciu s nimi pomocou počítačového softvéru a počítačových zariadení.

Koncepčný systémový model. S-model Cons systému pojmov sa považuje za pár (ConsSet , ConsRel ), kde ConsSet je množina pojmov; ConsRel je rodina vzťahov definovaná na ConsSet. Definícia systému pojmov - popis jeho modelu, doplnený o označenie rozsahu. Opis je prezentovaný vo forme správy určenej na interpretáciu príjemcom, prezentáciu, uchovávanie, distribúciu, akumuláciu a vyhľadávanie v prostredí človek-stroj intelektuálnej činnosti. Systém pojmov považovaných za určité by nemal zahŕňať pojmy, ktoré nemajú definície (a zároveň nesúvisia s pojmami-axiómami). Určenie rozsahu použiteľnosti modelu - popis typov korešpondentov (komu je definícia určená), cieľ v procese dosahovania, ktorého definícia dáva zmysel (triedy úloh, pri štúdiu ktorých môže byť definícia užitočná), štádium, v ktorom je vhodné použiť definíciu (koncept, metodika riešenia a pod.) d.).

Model znalostného systému. Pojem „vedieť“ v s-modelovaní [pozri. Symbolické modelovanie(s-simulation)] je definovaný ako stav prijímača správy, keď je výstupná správa vyplývajúca z interpretácie vstupnej správy rozpoznaná ako už známa a nevyžaduje zmeny v modeloch koncepčných systémov uložených v pamäti správy. prijímač. Pojem „znalosti“ je definovaný ako komplexná schopnosť extrahovať informácie zo správ obsahujúcich podmienky úloh určitej triedy (môžu to byť úlohy rozpoznávania vzorov, preklad z jedného jazyka do druhého alebo iné triedy úloh). S-model znalostného systému je považovaný za triádu (Cons , Lang , Interp ), kde Cons je s-model pojmového systému; Lang je s-model množiny jazykov správ interpretovaných na záporoch; Interp je s-model kolekcie tlmočníkov na nevýhody správ zložených v jazykoch od Lang .

Interpretácia správy na modeli záporov zahŕňa:

1) zostavenie výstupnej správy (extrakcia informácií) podľa danej vstupnej správy (správy sú prezentované v jazykoch z množiny Lang);

2) analýza výstupnej správy (či sú potrebné zmeny v modeli záporov);

3) ak je to potrebné, zmeňte model záporov; ak nie, koniec.

Napríklad mozgovým centrom moderného systému počítačového dizajnu (CAD) je znalostný systém. Produktivita dizajnu závisí od toho, ako dobre je postavený.

Programovateľný stroj(s-machine) je softvérová a hardvérová štruktúra na riešenie problémov. Superpočítače, sálové počítače, osobné počítače, laptopy, smartfóny, navigátory, digitálne fotoaparáty a videokamery, to všetko sú autá typu S. Klávesnice, myši, trackbally, touchpady a ďalšie vstupné zariadenia sú komponenty s-machines, ktoré konvertujú znaky na kódy akceptované ovládačmi (pozri Ovládač v informatike) príslušných zariadení. Monitory osobných počítačov, displeje notebookov, navigátory atď. konvertujú kódy generované video ovládačmi na symbolické kompozície určené pre ľudský vizuálny kanál.

(s-environment) - združenie počítačových sietí a jednotlivých programovateľných strojov slúžiacich na riešenie rôznych problémov. Prostriedky informatizácie rôznych druhov činností. Prostredie S musí poskytovať reprezentáciu digitálnych kódov symbolických modelov a manipuláciu s takýmito kódmi pomocou s-strojov. Jadrom moderných digitálnych komunikačných technológií, počítačom podporovaného dizajnu atď. je myšlienka, ktorá je pozoruhodná z hľadiska dôsledkov jej implementácie - zredukovať všetku symbolickú rozmanitosť na digitálne kódy [a každý z nich na jediný kód (stále majú binárny kód)] a inštruujú prácu s kódmi pre programovateľné stroje, spojené do prostredia človek-stroj na riešenie problémov.

Informačná interakcia v s-médiu(obr. 3) sa študuje ako súbor rozhraní ako „človek – človek“, „človek – program“, „človek – hardvér programovateľného stroja“, „program – program“, „program – hardvér“ (pozri Rozhranie Port v informatike). Vstupné analógové signály (svetlo, zvuk a pod.) človek vníma pomocou zrakových, sluchových a iných vstupných zariadení biointeligencie (biologický systém, ktorý zabezpečuje fungovanie intelektu). Signály, ktoré ho zaujímajú, premieňa na symbolické vizuálne, zvukové a iné konštrukcie používané v procesoch myslenia. Výstupné signály biointeligencie sú realizované gestami (napríklad pri zadávaní z klávesnice a myši), rečou a pod. Vstupom a výstupom programov sú vstupné dáta a výsledné kódy (pozri obr. Kód v informatike) a vstupom a výstupom hardvéru sú signály. Vstupné analógové signály sa konvertujú na digitálne signály pomocou analógovo-digitálne prevodníky(ADC) a pomocou digitálneho na analógový výstup digitálno-analógové prevodníky(DAC).

V modernom (2017) s-prostredí sú prirodzené prostriedky ľudského vnímania, spracovania a ukladania signálov doplnené o vynájdené: digitálne fotoaparáty a videokamery, smartfóny a pod. Známu časť informačných interakčných technológií predstavujú rýchlo sa rozvíjajúce Internetové služby. Používa sa na interakciu s ľuďmi Email(anglický e-mail), rôzne typy internetového pripojenia [ Internetové telefonovanie(IP-telefónia); napríklad implementované v internetovej službe Skype; poslovia (anglický messenger - spojený); napríklad internetová služba Telegram), sociálne siete (anglické sociálne siete) atď. Na interakciu vecí používaných ľuďmi (osvetľovacie systémy, udržiavanie teploty atď.) medzi nimi a s vonkajším prostredím slúžia informačné technológie „ Internet vecí“ (pozri. Internet ).

Triedy základných úloh

Na základe štúdia vlastností a vzorov symbolické modelovanie(s-simulácia) sú definované nasledujúce triedy základných problémov informatiky.

Reprezentácia ľubovoľných modelov objektov, navrhnutý pre ľudské vnímanie a programovateľné stroje, je spojený s vynálezom jazykov správ, ktoré spĺňajú určité požiadavky. Táto trieda študuje systémy symbolov a kódov používané v ľudsky a strojovo orientovaných jazykoch. Prvý zahŕňa jazyky špecifikácie, programovanie, dotazy, druhý - systémy strojových inštrukcií. Táto trieda zahŕňa aj úlohy prezentácie údajov. Zahŕňa úlohy reprezentovať modely pojmových systémov, na ktorých sú správy interpretované. Na najvyššej úrovni hierarchie úloh tejto triedy je reprezentácia modelov znalostného systému.

Prevod typov a foriem reprezentácie symbolických modelov umožňuje vytvoriť korešpondenciu medzi modelmi. Úlohy prevodu typov (napríklad reči na text a naopak) a foriem (napríklad analógové na digitálne a naopak; nekomprimované na komprimované a naopak; *.doc na *.pdf) sú nevyhnutným doplnkom k úlohy reprezentovať modely.

Rozpoznávanie správ znamená potrebu prezentovať ho vo formáte, ktorý je príjemcovi známy. Keď je táto podmienka splnená, na rozpoznanie správy sa riešia úlohy zhody s modelovými modelmi, alebo zhody vlastností rozpoznaného modelu s vlastnosťami modelov modelov. Napríklad pri úlohe biometrickej identifikácie osoby sa porovnávajú jej biometrické údaje (vstupná správa) s biometrickou vzorkou z databázy biometrického systému.

Stavba modelu pojmové systémy, znalostné systémy, interpreti správ na modeloch pojmových systémov; modely úloh, programovacie technológie, interakcia v s-prostredí; modely architektúry s-machines, počítačové siete, architektúry orientované na služby; modely správ a prostriedky ich konštrukcie, dokumenty a pracovný tok. Na najvyššej úrovni hierarchie tejto triedy sú úlohy konštrukcie modelov s-prostredia a technológií symbolického modelovania.

Interpretácia správ(extrakcia informácií) predpokladá existenciu prijatej správy, model systému pojmov, podľa ktorého by sa mala interpretovať, a mechanizmus interpretácie. Riešením problémov v prostredí človek-stroj je interpretácia počiatočných údajov (vstupnej správy) na modeli systému konceptov prezentovaných v algoritme. Výsledkom riešenia je výstupná správa (informácia extrahovaná zo vstupnej správy). Ak je interpreter spustiteľný program, potom zdrojové údaje, program a výsledok riešenia problému sú reprezentované zodpovedajúcimi kódmi (pozri Kód v informatike). Pre mikroprocesor programovateľného stroja sú správy, ktoré sa majú interpretovať, a výsledky interpretácie reprezentované signálmi zodpovedajúcimi strojovým inštrukciám a dátovým kódom. Napríklad pri snímaní digitálnym fotoaparátom správa (vo forme svetelného signálu) pôsobí na fotocitlivú matricu, je ňou rozpoznaná a následne prevedená na digitálny obrazový kód, ktorý je interpretovaný programom, ktorý zlepšuje obraz. kvalitu. Výsledný výsledok sa skonvertuje a zaznamená (na vstavanú pamäť fotoaparátu alebo na pamäťovú kartu) ako grafický súbor.

Výmena správ:úlohy konštrukcie rozhraní typu "človek - človek", "človek - program", "človek - hardvér programovateľného stroja", "program - program", "program - hardvér" (pozri Rozhranie v informatike), " hardvér – hardvér“ (pozri Port v informatike); úlohy zasielania správ v prostredí človek-stroj na riešenie problémov (s typizáciou odosielateľov a príjemcov; prostriedky odosielania, prenosu a prijímania správ; prostredia na odosielanie správ). Sú vynájdené systémy pravidiel výmeny správ (sieťové protokoly); sieťové architektúry; systémy správy dokumentov. Napríklad správy sa vymieňajú medzi procesmi operačné systémy(OS), programy s-machine v počítačovej sieti, používatelia elektronickej pošty a pod.

Ukladanie, hromadenie a vyhľadávanie správ: pamäťové a úložné zariadenia, ich riadiace mechanizmy sú študované a typizované; formy ochrany a akumulácie; médiá, spôsoby uchovávania, akumulácie a vyhľadávania; databázy a softvérové ​​knižnice. Študujú sa modely predmetu vyhľadávania (podľa modelu, podľa vlastností, podľa popisu vlastností) a metódy vyhľadávania.

Ochrana informácií:Študuje sa problematika prevencie a detekcie zraniteľností, kontroly prístupu, ochrany proti prienikom, malvéru, zachytávaniu správ a neoprávnenému použitiu.

Oblasti výskumu

Najdôležitejšie vedecké myšlienky ovplyvňujúce rozvoj informatiky sú zhmotnené v metodickej podpore konštrukcie nástrojov na podporu procesov poznávania, interakcie informácií a automatizovaného riešenia rôznych problémov. V súčasnej etape (2017) rozvoja informatiky sú relevantné nasledovné vzájomne prepojené komplexy oblastí výskumu.

Automatizácia výpočtov(výpočet s pomocou programovateľných strojov): študujú sa modely, architektúry a príkazové systémy programovateľných strojov; algoritmizácia programovateľných úloh [algoritmy a dátové štruktúry, distribuované algoritmy (Distributed Algorithms), randomizované algoritmy (Randomized Algorithms) atď.]; distribuované výpočty (Distributed Computing), cloud computing (Cloud Computing); zložitosť a náročnosť výpočtov.

Programovanie:študujú sa systémy textových symbolov a kódov; programovacie jazyky a špecifikácie úloh; prekladatelia; programové knižnice; programovanie systému; Operačné systémy; inštrumentálne programovacie systémy; systémy na správu databáz; programovacie technológie; online služby na riešenie problémov atď.

Prostredie človek-stroj na riešenie problémov(s-prostredie): študujú sa modely, metódy a nástroje na budovanie s-prostredia, počítačové siete, digitálne komunikačné siete, internet.

Vnímanie a prezentácia správ, interakcia v s-prostredí:študujú sa modely, metódy a prostriedky vnímania a prezentácie vizuálnych, zvukových, hmatových a iných správ; Počítačové videnie, sluch a iné umelé senzory; tvorba zvukových, vizuálnych, hmatových a iných správ (vrátane kombinovaných) určených pre osobu a partnerského robota; rozpoznávanie zvukových, obrazových a iných správ (reč, gestá atď.); spracovanie obrazu, počítačová grafika, vizualizácia atď.; výmena správ (modely správ, metódy a prostriedky ich príjmu a prenosu); používateľské rozhrania, programy, hardvér, programy s hardvérom; online interakčné služby (messengeri, sociálne siete atď.).

Informačné zdroje a systémy na riešenie problémov v s-prostredí:študujú sa modely, metódy a prostriedky na vytváranie, reprezentáciu, ukladanie, akumuláciu, vyhľadávanie, prenos a ochranu informačných zdrojov; správa elektronických dokumentov; elektronické knižnice a iné informačné systémy; web (pozri Celosvetový web).

Informačná bezpečnosť a kryptografia:študujú sa metódy prevencie a odhaľovania zraniteľných miest; Riadenie prístupu; ochrana informačných systémov pred prienikmi, malvérom, zachytávaním správ; neoprávnené používanie informačných zdrojov, softvéru a hardvéru.

Umela inteligencia:študujú sa modely, metódy a nástroje na stavbu inteligentných robotov využívaných ako ľudskí partneri (na riešenie bezpečnostných problémov, situačné riadenie atď.); metódy odborného rozhodovania.

Symbolické modelovanie:študujú sa systémy vizuálnych, zvukových, hmatových a iných symbolov, ktoré sa považujú za konštruktívne objekty na vytváranie modelov ľubovoľných entít určených pre osobu (systémy pojmov a znalostné systémy, environmentálne objekty a objekty vynájdené ľuďmi); systémy kódov, uvedené do súladu so systémami symbolov, ktoré sú určené na konštrukciu kódových ekvivalentov symbolických modelov určených na manipuláciu pomocou programov; jazyky na popis symbolických modelov; typizácia symbolických modelov a ich kódových ekvivalentov; metódy konštrukcie symbolických modelov pojmových systémov a znalostných systémov (vrátane znalostných systémov o programovateľných úlohách) [podrobnejšie v článku Symbolické modelovanie(s-simulácia)].

Formovanie informatiky

Symbolické modelovanie skúmaných objektov dlhodobo slúži ako hlavný nástroj na prezentáciu získaných vedomostí. Vynález symbolov (gestických, grafických atď.) a z nich vybudovaných modelov symbolických správ, reprezentácia a akumulácia takýchto modelov vo vonkajšom prostredí sa stali kľúčovými prostriedkami pre formovanie a rozvoj intelektových schopností. Dominantnú úlohu symbolických modelov v intelektuálnej činnosti určuje nielen ich kompaktnosť a expresívnosť, ale aj to, že neexistujú žiadne obmedzenia týkajúce sa typov médií používaných na ich uloženie. Médiom môže byť ľudská pamäť, hárok papiera, matrica digitálneho fotoaparátu, pamäť digitálneho hlasového záznamníka alebo niečo iné. Náklady na stavbu, kopírovanie, prenášanie, ukladanie a hromadenie symbolických modelov sú neporovnateľne nižšie ako podobné náklady spojené s nesymbolickými modelmi (napríklad modely lodí, budov a pod.). Bez symbolických modelovacích nástrojov je ťažké si predstaviť rozvoj vedy, inžinierstva a iných aktivít.

V počiatočných štádiách vývoja modelovania bola rozmanitosť modelovaných objektov obmedzená na to, čo sa bežne nazýva environmentálne objekty, a modely týchto objektov boli fyzické. K zdokonaľovaniu mechanizmov poznávania, vzájomného porozumenia a učenia prispel rozvoj zvuku, gesta a iných prostriedkov symbolického modelovania významov, vyvolaných potrebou hlásiť nebezpečenstvo, umiestňovanie poľovníckych predmetov a iných predmetov pozorovania. Začali sa vytvárať jazyky správ vrátane zvukových a gestových symbolov. Túžba modelovať správanie (vrátane vlastného) priniesla nové výzvy. Dá sa predpokladať, že spočiatku bola táto túžba spojená s výučbou racionálneho správania na love, v každodennom živote, počas prírodných katastrof. V určitej fáze uvažovali o vytvorení takých modelovacích nástrojov, ktoré by umožnili zostaviť modely umožňujúce ich ukladanie, kopírovanie a prenos.

Túžba zvýšiť efektívnosť vysvetliviek sprevádzajúcich predstavenie viedla k zlepšeniu pojmového aparátu a prostriedkov jeho stvárnenia reči. Vývoj symbolických modelov vo forme grafických schém a zdokonalenie reči viedli ku grafickému modelu reči. Vzniklo písanie. Stala sa nielen dôležitou etapou vo vývoji symbolického modelovania, ale aj silným nástrojom v rozvoji intelektuálnej činnosti. Teraz môžu byť opisy modelovaných objektov a vzťahov medzi nimi reprezentované kompozíciami textov, diagramov a kresieb. Bola vytvorená súprava nástrojov na zobrazenie pozorovaní, úvah a plánov vo forme symbolických modelov, ktoré bolo možné ukladať a prenášať. Aktuálnymi sa stali úlohy vynájdenia médií, nástrojov na písanie a vytváranie obrázkov, farbív atď.. Boli to prvé úlohy na ceste k vybudovaniu symbolického modelovacieho prostredia.

Dôležitá etapa v grafickom modelovaní je spojená s modelmi schematických obrázkov (predchodcov kresieb) - základom dizajnu. Rozhodujúcu úlohu vo vývoji inžinierstva zohralo zobrazenie trojrozmerného objektu, ktorý sa navrhuje v troch dvojrozmerných projekciách, ktoré zobrazujú rozmery a názvy dielov. Na ceste od ručne písaných textov, kresieb a diagramov k typografii a grafickým modelom v dizajne, od zvukového záznamu, fotografie a rozhlasu k filmu a televízii, od počítačov a lokálnych sietí ku globálnej sieti, virtuálnym laboratóriám a dištančnému vzdelávaniu, úloha symbolického modely, ktoré človek vytvára strojmi.

Produktivita riešiteľov problémov je kľúčovým problémom produktivity intelektuálnej činnosti, ktorá je neustále v centre pozornosti vynálezcov. Potreba kvantitatívneho hodnotenia hmotných predmetov už dlho podnecuje vynájdenie systémov zvuku, gest a potom grafických symbolov. Chvíľu si vystačili s pravidlom: každá hodnota má svoj symbol. Počítanie pomocou kamienkov, tyčiniek a iných predmetov (objektívne počítanie) predchádzalo vynálezu symbolického počítania (založeného na grafickom znázornení veličín). S narastajúcim počtom predmetov, ktoré bolo potrebné použiť, sa úloha symbolickej reprezentácie veličín stala naliehavejšou. Vytvorenie pojmu „čísla“ a myšlienka ukladania symbolov pri modelovaní čísel viedli k vynálezu číselných systémov. Osobitnú zmienku si zaslúži myšlienka pozičných číselných sústav, z ktorých jedna (binárna) v 20. storočí. bola predurčená zohrať kľúčovú úlohu pri vynájdení digitálnych programovateľných strojov a digitálnom kódovaní modelov postáv. Zmena významu symbolu so zmenou jeho polohy v sekvencii symbolov je veľmi produktívny nápad, ktorý priniesol pokrok vo vynáleze výpočtových zariadení (od počítadla k počítaču).

Nástroje na zvýšenie produktivity riešiteľov problémov. V rokoch 1622–33 anglický vedec William Otred navrhol variant posuvné pravítko, ktorý sa stal prototypom logaritmických pravidiel, ktoré inžinieri a výskumníci na celom svete používajú už viac ako 300 rokov (predtým, než boli k dispozícii osobné počítače). V roku 1642 B. Pascal, snažiac sa pomôcť svojmu otcovi vo výpočtoch pri výbere daní, vytvoril päťmiestne sčítacie zariadenie ("Pascaline" ), postavené na báze ozubených kolies. V nasledujúcich rokoch vytvoril šesť- a osemmiestne zariadenia, ktoré boli určené na sčítanie a odčítanie desatinných čísel. V roku 1672 nemecký vedec G.W. Leibniz vytvára digitálnu mechanickú kalkulačku na aritmetické operácie s dvanásťmiestnymi desatinnými číslami. Bola to prvá kalkulačka, ktorá vykonávala všetky aritmetické operácie. Mechanizmus, nazývaný "Leibnizovo koleso", až do 70. rokov 20. storočia. reprodukované v rôznych ručných kalkulačkách. V roku 1821 sa začala priemyselná výroba sčítacích strojov. V rokoch 1836–48 C. Babbage dokončil projekt mechanického desiatkového počítača (nazývaného analytický stroj), ktorý možno považovať za mechanický prototyp budúcich počítačov. Výpočtový program, údaje a výsledok boli zaznamenané na diernych štítkoch. Automatické vykonávanie programu zabezpečovalo riadiace zariadenie. Auto nebolo postavené. V roku 1934 - 38 K. Zuse vytvoril mechanický binárny počítač (dĺžka slova– 22 binárnych číslic; Pamäť– 64 slov; operácie s pohyblivou rádovou čiarkou). Spočiatku sa program a údaje zadávali manuálne. Približne o rok neskôr (po začatí projektovania) bolo vyrobené zariadenie na zadávanie programu a údajov z perforovanej fólie a mechanická počtová jednotka (AU) bola nahradená AU postavená na telefónnych relé. V roku 1941 vytvoril Zuse za účasti rakúskeho inžiniera H. Schreiera prvý na svete funkčný plne reléový binárny počítač s programovým riadením (Z3). V roku 1942 Zuse vytvoril aj prvý riadiaci digitálny počítač na svete (S2), ktorý slúžil na riadenie projektilových lietadiel. Vzhľadom na utajenie Zuseho práce sa ich výsledky stali známymi až po skončení 2. svetovej vojny. Prvý vysokoúrovňový programovací jazyk na svete Plankalkül (nem. Plankalkül - kalkulový plán) vytvoril Zuse v rokoch 1943-45, publikoval v roku 1948. Prvé digitálne elektronické počítače, počnúc americkým počítačom ENIAC [(ENIAC - Electronic Numerical Integrator and Computer - elektronický numerický integrátor a kalkulačka); začiatok vývoja - 1943, verejnosti predstavené v roku 1946], vznikli ako prostriedok automatizácie matematických výpočtov.

Vytváranie vedy o výpočtovej technike s programovateľnými strojmi. Všetci R. 20. storočie začala výroba digitálnych počítačov, ktoré sa v USA a Veľkej Británii nazývali počítače (počítače) av ZSSR - elektronické počítače (počítače). Od 50. rokov 20. storočia vo Veľkej Británii a od 60. rokov v USA sa začala rozvíjať veda o výpočtovej technike pomocou programovateľných strojov, nazývaná Computer Science (computer science). V roku 1953 University of Cambridge bol vytvorený program v odbore Informatika; v USA bol podobný program zavedený v roku 1962 na Purdue University.

V Nemecku sa informatika nazývala Informatik (informatika). V ZSSR sa oblasť výskumu a inžinierstva venovaná konštrukcii a aplikácii programovateľných strojov nazývala „počítačová technika“. V decembri 1948 dostali I. S. Bruk a B. I. Rameev prvé osvedčenie o autorských právach v ZSSR na vynález automatického digitálneho stroja. V 50. rokoch 20. storočia vznikla prvá generácia domácich počítačov (prvková základňa - elektrónky): 1950 - MESM (prvý sovietsky elektronický počítač, vyvinutý pod vedením S.A. Lebedev ); 1952 - M-1, BESM (do roku 1953 najrýchlejší počítač v Európe); 1953 - "šípka" (prvý sériovo vyrábaný počítač v ZSSR); 1955 - Ural-1 z uralskej rodiny univerzálnych digitálnych počítačov (hlavný dizajnér B. I. Rameev).

Zdokonaľovanie metód a prostriedkov automatizácie. S rastúcou dostupnosťou počítačov pre používateľov z rôznych oblastí činnosti, ktorá sa začala v 70. rokoch 20. storočia, dochádza k znižovaniu podielu matematických problémov riešených pomocou počítačov (pôvodne vytvorených ako prostriedok na automatizáciu matematických výpočtov) a k nárastu podiel nematematických problémov (komunikácia, vyhľadávanie atď.). Keď v druhej polovici 60. rokov 20. storočia. začali sa vyrábať počítačové terminály s obrazovkami, začal sa vývoj obrazovkových editorov na zadávanie, ukladanie a opravovanie textu s jeho zobrazením na celú obrazovku [jeden z prvých obrazovkových editorov bol O26, vytvorený v roku 1967 pre operátorov konzol radu CDC 6000 počítače; v roku 1970 bol vyvinutý vi, štandardný editor obrazovky pre operačné systémy Unix a Linux]. Použitie obrazovkových editorov nielen zvýšilo produktivitu programátorov, ale vytvorilo aj predpoklady pre výrazné zmeny v nástrojoch na automatizovanú konštrukciu symbolických modelov ľubovoľných objektov. Napríklad používanie obrazovkových editorov na tvorbu textov na rôzne účely (vedecké články a knihy, príručky a pod.) už v 70. rokoch 20. storočia. umožnilo výrazne zvýšiť produktivitu tvorby textových informačných zdrojov. V júni 1975 americký výskumník Alan Kay [tvorca objektovo orientovaného programovacieho jazyka Smalltalk a jeden z autorov myšlienky osobného počítača] v článku „Personal Computing“ (« Osobná výpočtová technika» ) napísal: „Predstavte si seba ako majiteľa autonómneho znalostného stroja v prenosnom kufríku, ktorý má veľkosť a tvar bežného notebooku. Ako by ste ho používali, keby jeho senzory boli lepšie ako váš zrak a sluch a jeho pamäť vám umožnila uložiť a v prípade potreby získať tisíce strán referenčných materiálov, básní, listov, receptov, ako aj kresieb, animácií, hudby? , grafiku, dynamické modely a niečo iné, čo by ste chceli vytvoriť, zapamätať si a zmeniť? . Toto konštatovanie odzrkadľovalo obrat, ktorý sa dovtedy udial v prístupe ku konštrukcii a aplikácii programovateľných strojov: od automatizačných nástrojov, najmä matematických výpočtov, po nástroje na riešenie problémov z rôznych oblastí činnosti. V roku 1984 Kurzweil Music Systems (KMS), ktorý vytvoril americký vynálezca Raymond Kurzweil, vyrobil prvý digitálny hudobný syntetizátor na svete, Kurzweil 250. Bol to prvý vyhradený počítač na svete, ktorý premieňal znaky gest zadávané z klávesnice na hudobné zvuky.

Zlepšenie metód a prostriedkov interakcie informácií. V roku 1962 publikovali americkí vedci J. Licklider a W. Clark správu o online interakcii človek-stroj. Správa obsahovala zdôvodnenie účelnosti budovania globálnej siete ako platformy infraštruktúry, ktorá poskytuje prístup k informačným zdrojom umiestneným na počítačoch pripojených k tejto sieti. Teoretické zdôvodnenie prepínania paketov pri prenose správ v počítačových sieťach priniesol článok publikovaný v roku 1961 americkým vedcom L. Kleinrockom.V roku 1971 R. Tomlinson (USA) vynašiel e-mail, v roku 1972 bola táto služba implementovaná. Kľúčovou udalosťou v histórii vzniku internetu bol v roku 1973 vynález amerického inžiniera V. Cerfa a R. Kahna protokolu riadenia prenosu – TCP. V roku 1976 demonštrovali prenos sieťového paketu cez protokol TCP. V roku 1983 bola štandardizovaná rodina protokolov TCP/IP. V roku 1984 bol vytvorený Domain Name System (DNS) (pozri. doména v informatike). V roku 1988 bol vyvinutý chat protokol [internetová služba pre textové správy v reálnom čase (IRC - Internet Relay Chat)]. V roku 1989 bol realizovaný projekt Web (viď. Celosvetový web) vyvinutý T. Berners Lee. 6.6.2012 - významný deň v histórii internetu: hlavní poskytovatelia internetu, výrobcovia zariadení pre počítačové siete a webové spoločnosti začali používať protokol IPv6 (spolu s protokolom IPv4), čím sa prakticky vyriešil problém nedostatku IP adries (pozri Internet). Vysokému tempu rozvoja internetu napomáha skutočnosť, že od jeho vzniku si odborníci zapojení do vedeckých a technických úloh budovania internetu bez meškania vymieňajú nápady a riešenia využívajúce jeho možnosti. Internet sa stal infraštruktúrnou platformou pre prostredie človek-stroj na riešenie problémov. Slúži ako komunikačná infraštruktúra Email, web, vyhľadávače, Internetové telefonovanie(IP-telefónia) a ďalšie internetové služby využívané pri informatizácii školstva, vedy, ekonomiky, verejnej správy a iných činností. Elektronické služby vytvorené na báze internetu umožnili úspešné fungovanie rôznych komerčných a nekomerčných internetových subjektov: internetové obchody, sociálne siete [Facebook (Facebook), VKontakte, Twitter (Twitter) atď.], vyhľadávače [ Google (Google), Yandex (Yandex) atď.], encyklopedické webové zdroje [Wikipedia (Wikipedia), Webopédia atď.], elektronické knižnice [Svetová digitálna knižnica (Svetová digitálna knižnica), eKnižnica vedeckej elektronickej knižnice atď.], firemné a vládne informačné portály a pod.

Od roku 2000 intenzívne rastie počet internetových riešení – Smart House, Smart Grid atď., ktoré stelesňujú koncept internetu vecí. Úspešne sa rozvíjajú riešenia M2M (M2M - Machine-to-Machine) založené na informačných technológiách interakcie stroj-stroj a určené na monitorovanie snímačov teploty, elektromerov, vodomerov a pod. sledovanie polohy pohybujúcich sa objektov na základe systémov GLONASS a GPS (viď. Satelitný polohovací systém); riadenie prístupu k chráneným objektom a pod.

Oficiálna registrácia informatiky v ZSSR. Informatika bola oficiálne formalizovaná v ZSSR v roku 1983, keď bola ako súčasť Akadémie vied ZSSR vytvorená Katedra informatiky, počítačového inžinierstva a automatizácie. Zahŕňal Inštitút problémov informatiky Akadémie vied ZSSR založený v tom istom roku, ako aj Ústav aplikovanej matematiky Akadémie vied ZSSR, Výpočtové centrum Akadémie vied ZSSR, Ústav pre prenos informácií. Problémy Akadémie vied ZSSR a mnohých ďalších ústavov. V prvej etape sa za hlavný považoval výskum v oblasti hardvéru a softvéru hromadných výpočtových zariadení a systémov na nich založených. Získané výsledky sa mali stať základom pre vytvorenie rodiny domácich osobných počítačov (PC) a ich aplikáciu na informatizáciu vedeckých, vzdelávacích a iných relevantných činností.

Problémy a vyhliadky

Metodická podpora pri budovaní osobného s-prostredia. Jednou z aktuálnych oblastí metodickej podpory skvalitňovania s-environmentu bude v najbližších rokoch aj vytváranie personalizovaných systémov riešenia problémov, ktorých hardvér je umiestnený vo výbave užívateľa. Rýchlosti pokročilých bezdrôtových technológií sú už dostatočné na vyriešenie mnohých problémov založených na internetových službách. Očakáva sa, že do roku 2025 rýchlosť a rozšírenosť bezdrôtových komunikačných technológií dosiahne úroveň, pri ktorej bude časť súčasných káblových rozhraní nahradená bezdrôtovými. Zníženie cien za internetové služby prispeje aj k podpore technológií na personalizáciu s-prostredia používateľa. Aktuálne problémy spojené s personalizáciou s-prostredia sú: vytvorenie pokročilejších symbolických a kódovacích systémov; hardvérovo-softvérová konverzia zvukových a hmatových správ odoslaných osobou na grafiku, reprezentovanú kompozíciou textu, hypertextu, špeciálnych znakov a obrázkov; technologické zlepšenie a zjednotenie bezdrôtových rozhraní [predovšetkým video rozhrania (výstup podľa voľby užívateľa: na špeciálnych okuliaroch, obrazovkách monitorov, TV alebo inom výstupnom video zariadení)].

Metodická podpora budovania osobného s-prostredia by mala vychádzať z výsledkov výskumu v oblasti umelej inteligencie zameraného na zostrojenie nie strojového simulátora ľudskej inteligencie, ale inteligentného partnera ovládaného osobou. Vývoj technológií na budovanie osobného s-prostredia zahŕňa zlepšenie metodík pre dištančné vzdelávanie, interakciu atď.

Zoznam článkov

1. Meranie informácií - abecedný prístup

2. Meranie informácií – zmysluplný prístup

3. Informačné procesy

4. Informácie

5. Kybernetika

6. Kódovanie informácií

7. Spracovanie informácií

8. Prenos informácií

9. Reprezentácia čísel

10. Číselné sústavy

11. Ukladanie informácií

Hlavnými predmetmi štúdia vedy o informatike sú informácie a informačných procesov. Informatika ako samostatná veda vznikla v polovici 20. storočia, ale vedecký záujem o informácie a výskum v tejto oblasti sa objavil už skôr.

Začiatkom dvadsiateho storočia sa aktívne rozvíjali technické komunikačné prostriedky (telefón, telegraf, rádio).
V tejto súvislosti sa objavuje vedecký smer „Teória komunikácie“. Jeho rozvoj dal vznik teórii kódovania a teórii informácie, ktorej zakladateľom bol americký vedec C. Shannon. Problém vyriešila informačná teória merania informácie prenášané cez komunikačné kanály. Existujú dva prístupy k meraniu informácií: zmysluplný a abecedne.

Najdôležitejšou úlohou teórie komunikácie je boj proti strate informácií v kanáloch prenosu údajov. V priebehu riešenia tohto problému sa vytvorila teória kódovanie , v rámci ktorej boli vynájdené spôsoby prezentácie informácií, ktoré umožnili sprostredkovať obsah správy adresátovi bez skreslenia aj za prítomnosti strát v prenášanom kóde. Tieto vedecké výsledky majú veľký význam aj dnes, keď objem informačných tokov v technických komunikačných kanáloch vzrástol o mnoho rádov.

Predchodcom modernej informatiky bola veda „Kybernetika“, založená prácami N. Wienera koncom 40. – začiatkom 50. rokov. V kybernetike došlo k prehĺbeniu pojmu informácie, určilo sa miesto informácií v riadiacich systémoch v živých organizmoch, v sociálnych a technických systémoch. Kybernetika skúmala princípy programového riadenia. Kybernetika, ktorá vznikla súčasne s príchodom prvých počítačov, položila vedecké základy ako pre ich konštruktívny vývoj, tak aj pre početné aplikácie.

EVM (počítač) - automatické zariadenie určené na riešenie informačných problémov implementáciou informačných procesov: skladovanie, spracovanie a prenos informácií. Opis základných princípov a zákonitostí informačných procesov odkazuje aj na teoretické základy informatiky.

Počítač nepracuje s obsahom informácií, ktoré môže vnímať len človek, ale s údajmi reprezentujúcimi informácie. Preto je najdôležitejšou úlohou výpočtovej techniky prezentácia informácií vo forme údajov vhodných na ich spracovanie. Dáta a programy sú kódované v binárnej forme. Spracovanie akéhokoľvek typu údajov v počítači je zredukované na výpočty s binárnymi číslami. Preto sa výpočtová technika nazýva aj digitálna. Pojem číselných sústav, o reprezentácia čísel v počítači patria k základným pojmom informatiky.

Pojem „jazyk“ pochádza z lingvistiky. Jazyk - toto je systém symbolickej reprezentácie informácií slúžiacich na ich uchovávanie a prenos. Pojem jazyka je jedným zo základných pojmov informatiky, keďže dáta aj programy v počítači sú reprezentované ako symbolické štruktúry. Komunikačný jazyk medzi počítačom a človekom sa čoraz viac približuje formám prirodzeného jazyka.

Teória algoritmov patrí k základným základom informatiky. koncepcie algoritmu uvedené v článku „Spracovanie informácií“. Tejto téme sa podrobne venuje piata časť encyklopédie.

1. Meranie informácií. Abecedný prístup

Na meranie sa používa abecedný prístup množstvo informácií v texte reprezentovanom ako postupnosť znakov nejakej abecedy. Tento prístup nesúvisí s obsahom textu. Množstvo informácií je v tomto prípade tzv informačný objem textu, ktorá je úmerná veľkosti textu – počtu znakov, ktoré tvoria text. Niekedy sa tento prístup k meraniu informácií nazýva volumetrický prístup.

Každý znak textu nesie určité množstvo informácií. Volá sa symbol informačná váha. Preto sa informačný objem textu rovná súčtu informačných váh všetkých znakov, ktoré tvoria text.

Tu sa predpokladá, že text je po sebe idúci reťazec očíslovaných znakov. Vo vzorci (1) i 1 označuje informačnú váhu prvého znaku textu, i 2 - informačná váha druhého znaku textu atď.; K- veľkosť textu, t.j. celkový počet znakov v texte.

Celá množina rôznych znakov používaných na písanie textov je tzv abecedne. Veľkosť abecedy je celé číslo tzv sila abecedy. Treba mať na pamäti, že abeceda obsahuje nielen písmená určitého jazyka, ale všetky ostatné znaky, ktoré možno v texte použiť: čísla, interpunkčné znamienka, rôzne zátvorky, medzery atď.

Určenie informačných váh symbolov môže prebiehať v dvoch aproximáciách:

1) za predpokladu rovnakej pravdepodobnosti (rovnaká frekvencia výskytu) ľubovoľného znaku v texte;

2) s prihliadnutím na rôznu pravdepodobnosť (rôznu frekvenciu výskytu) rôznych znakov v texte.

Aproximácia rovnakej pravdepodobnosti znakov v texte

Ak predpokladáme, že všetky znaky abecedy v akomkoľvek texte sa vyskytujú s rovnakou frekvenciou, potom bude informačná váha všetkých znakov rovnaká. Nechaj N- mocnosť abecedy. Potom je podiel ľubovoľného znaku v texte 1/ Nčasť textu. Podľa definície pravdepodobnosti (porov. „Meranie informácií. Prístup k obsahu”) táto hodnota sa rovná pravdepodobnosti výskytu znaku na každej pozícii textu:

Podľa vzorca K. Shannona (pozri. „Meranie informácií. Prístup k obsahu”), množstvo informácií, ktoré symbol nesie, sa vypočíta takto:

i = log2(1/ p) = log2 N(trocha) (2)

Preto informačná váha symbolu ( i) a mohutnosť abecedy ( N) sú vzájomne prepojené Hartleyho vzorcom (pozri „ Meranie informácií. Prístup k obsahu” )

2 i = N.

Poznanie informačnej váhy jedného znaku ( i) a veľkosť textu vyjadrenú počtom znakov ( K), môžete vypočítať informačný objem textu pomocou vzorca:

ja= K · i (3)

Tento vzorec je konkrétnou verziou vzorca (1) v prípade, že všetky symboly majú rovnakú informačnú váhu.

Zo vzorca (2) vyplýva, že pri N= 2 (binárna abeceda) informačná váha jedného znaku je 1 bit.

Z hľadiska abecedného prístupu k meraniu informácií 1 bit -je informačná váha znaku z binárnej abecedy.

Väčšia jednotka informácií je byte.

1 bajt -je informačná váha znaku z abecedy s mocninou 256.

Od 256 \u003d 2 8 potom spojenie medzi bitom a bajtom vyplýva z Hartleyho vzorca:

2 i = 256 = 2 8

Odtiaľ: i= 8 bitov = 1 bajt

Na reprezentáciu textov uložených a spracovaných v počítači sa najčastejšie používa abeceda s kapacitou 256 znakov. v dôsledku toho
1 znak takéhoto textu "váži" 1 bajt.

Okrem bitu a bajtu sa na meranie informácií používajú aj väčšie jednotky:

1 kB (kilobajt) = 2 10 bajtov = 1 024 bajtov,

1 MB (megabajt) = 2 10 kB = 1 024 kB,

1 GB (gigabajt) = 2 10 MB = 1 024 MB.

Aproximácia rôznej pravdepodobnosti výskytu znakov v texte

Táto aproximácia berie do úvahy, že v reálnom texte sa vyskytujú rôzne znaky s rôznymi frekvenciami. Z toho vyplýva, že pravdepodobnosti výskytu rôznych postáv na určitej pozícii textu sú rôzne, a teda aj ich informačná váha je rôzna.

Štatistická analýza ruských textov ukazuje, že frekvencia písmena „o“ je 0,09. To znamená, že na každých 100 znakov sa písmeno „o“ vyskytuje v priemere 9-krát. Rovnaké číslo označuje pravdepodobnosť, že sa písmeno „o“ objaví na určitej pozícii textu: p o = 0,09. Z toho vyplýva, že informačná váha písmena „o“ v ruskom texte sa rovná:

Najvzácnejším písmenom v textoch je písmeno „f“. Jeho frekvencia je 0,002. Odtiaľ:

Z toho vyplýva kvalitatívny záver: informačná váha zriedkavých písmen je väčšia ako váha často sa vyskytujúcich písmen.

Ako vypočítať informačný objem textu, berúc do úvahy rôzne informačné váhy symbolov abecedy? Toto sa vykonáva podľa nasledujúceho vzorca:

Tu N- veľkosť (mocnosť) abecedy; nj- počet opakovaní čísla znaku j v texte; ja j- informačná váha čísla symbolu j.

Abecedný prístup v kurze informatiky pri založení školy

V rámci informatiky na základnej škole dochádza k oboznamovaniu žiakov s abecedným prístupom k meraniu informácií najčastejšie v kontexte počítačovej reprezentácie informácií. Hlavné vyhlásenie znie takto:

Množstvo informácií sa meria veľkosťou binárneho kódu, ktorým sú tieto informácie reprezentované.

Keďže akákoľvek informácia je v pamäti počítača reprezentovaná vo forme binárneho kódu, táto definícia je univerzálna. Platí pre symbolické, číselné, grafické a zvukové informácie.

Jedna postava ( vypúšťanie)nesie binárny kód 1kúsok informácií.

Pri vysvetľovaní spôsobu merania informačného objemu textu v základnom kurze informatiky sa táto problematika odhaľuje prostredníctvom nasledujúcej postupnosti pojmov: abeceda-veľkosť znakového binárneho kódu-informačný objem textu.

Logika uvažovania sa odvíja od konkrétnych príkladov až po získanie všeobecného pravidla. Nech sú v abecede nejakého jazyka len 4 znaky. Označme ich:, , , . Tieto znaky je možné zakódovať pomocou štyroch dvojciferných binárnych kódov: - 00, - 01, - 10, - 11. Tu sa využívajú všetky možnosti umiestnenia dvoch znakov po dvoch, ktorých počet je 2 2 = 4. A 4-znaková abeceda sa rovná dvom bitom.

Ďalším špeciálnym prípadom je 8-znaková abeceda, ktorej každý znak môže byť zakódovaný 3-bitovým binárnym kódom, keďže počet umiestnení dvoch znakov v skupinách po 3 je 2 3 = 8. Preto informačná váha znak z 8-znakovej abecedy má 3 bity. Atď.

Zovšeobecnením konkrétnych príkladov získame všeobecné pravidlo: použitie b- bitový binárny kód, môžete zakódovať abecedu pozostávajúcu z N = 2 b- znaky.

Príklad 1. Na písanie textu sa používajú iba malé písmená ruskej abecedy a na oddelenie slov sa používa „medzera“. Aký je informačný objem textu pozostávajúceho z 2000 znakov (jedna vytlačená strana)?

Riešenie. V ruskej abecede je 33 písmen. Zmenšením o dve písmená (napríklad „ё“ a „й“) a zadaním znaku medzery dostaneme veľmi vhodný počet znakov - 32. Použitím aproximácie rovnakej pravdepodobnosti znakov napíšeme Hartleyho vzorec:

2i= 32 = 2 5

Odtiaľ: i= 5 bitov - informačná váha každého znaku ruskej abecedy. Potom sa informačný objem celého textu rovná:

I = 2000 5 = 10 000 trocha

Príklad 2. Vypočítajte informačný objem textu s veľkosťou 2000 znakov, v zázname ktorého je použitá abeceda počítačovej reprezentácie textov s kapacitou 256.

Riešenie. V tejto abecede je informačná váha každého znaku 1 bajt (8 bitov). Preto je informačný objem textu 2000 bajtov.

V praktických úlohách na túto tému je dôležité rozvíjať zručnosti žiakov pri prevode množstva informácií na rôzne jednotky: bity - bajty - kilobajty - megabajty - gigabajty. Ak prepočítame informačný objem textu z príkladu 2 na kilobajty, dostaneme:

2000 bajtov = 2000/1024 1,9531 kB

Príklad 3. Objem správy obsahujúcej 2048 znakov bol 1/512 megabajtu. Aká je veľkosť abecedy, ktorou je správa napísaná?

Riešenie. Preložme informačný objem správy z megabajtov na bity. Aby sme to dosiahli, vynásobíme túto hodnotu dvakrát 1024 (dostaneme bajty) a raz 8:

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

Keďže toto množstvo informácií obsahuje 1024 znakov ( Komu), potom jeden znak predstavuje:

i = ja/K= 16 384/1024 = 16 bitov.

Z toho vyplýva, že veľkosť (mocnosť) použitej abecedy je 2 16 = 65 536 znakov.

Objemový prístup v kurze informatiky na strednej škole

Štúdiom informatiky v 10. – 11. ročníku na základnej úrovni všeobecného vzdelania môžu študenti nechať svoje vedomosti o objemovom prístupe k meraniu informácií na rovnakej úrovni, ako je popísané vyššie, t.j. v kontexte množstva binárneho počítačového kódu.

Pri štúdiu informatiky na profilovej úrovni treba objemový prístup posudzovať zo všeobecnejších matematických pozícií s využitím predstáv o frekvencii znakov v texte, o pravdepodobnostiach a vzťahu pravdepodobností s informačnými váhami symbolov.

Znalosť tejto problematiky je dôležitá pre hlbšie pochopenie rozdielu v používaní jednotného a nehomogénneho binárneho kódovania (viď. "Kódovanie informácií"), aby ste pochopili niektoré techniky kompresie údajov (pozri. "Kompresia údajov") a kryptografické algoritmy (pozri "kryptografia" ).

Príklad 4. V abecede kmeňa MUMU sú len 4 písmená (A, U, M, K), jedno interpunkčné znamienko (bodka) a na oddelenie slov sa používa medzera. Vypočítalo sa, že populárny román „Mumuka“ obsahuje iba 10 000 znakov, z toho: písmená A – 4000, písmená U – 1000, písmená M – 2000, písmená K – 1500, bodky – 500, medzery – 1000. Koľko informácií obsahuje kniha?

Riešenie. Keďže objem knihy je pomerne veľký, možno predpokladať, že frekvencia výskytu v texte každého zo symbolov abecedy z nej vypočítaných je typická pre akýkoľvek text v jazyku MUMU. Vypočítajme frekvenciu výskytu každého znaku v celom texte knihy (t.j. pravdepodobnosť) a informačné váhy znakov

Celkové množstvo informácií v knihe sa vypočíta ako súčet súčinov informačnej váhy každého symbolu a počtu opakovaní tohto symbolu v knihe:

2. Meranie informácií. Obsahový prístup

1) osoba dostane správu o nejakej udalosti; kým je vopred známe neistota poznania osobu o očakávanej udalosti. Neistotu poznania možno vyjadriť buď počtom možných variantov udalosti, alebo pravdepodobnosťou očakávaných variantov udalosti;

2) v dôsledku prijatia správy sa odstráni neistota poznania: z určitého možného počtu možností bola vybraná jedna;

3) vzorec vypočíta množstvo informácií v prijatej správe vyjadrené v bitoch.

Vzorec použitý na výpočet množstva informácií závisí od situácií, ktoré môžu byť dve:

1. Všetky možné varianty udalosti sú rovnako pravdepodobné. Ich počet je konečný a rovnaký N.

2. Pravdepodobnosti ( p) možné varianty akcie sú rôzne a sú vopred známe:

(pi), i = 1.. N. Tu je stále N- počet možných variantov udalosti.

Neuveriteľné udalosti. Ak je označený i množstvo informácií v správe, ktoré jeden z N ekvipravdepodobné udalosti, potom množstvá i a N sú vzájomne prepojené Hartleyho vzorcom:

2i=N (1)

Hodnota i merané v bitoch. Z toho vyplýva záver:

1 bit je množstvo informácií v správe o jednej z dvoch rovnako pravdepodobných udalostí.

Hartleyho vzorec je exponenciálna rovnica. Ak i je neznáma veličina, potom riešenie rovnice (1) bude:

i = log 2 N (2)

Vzorce (1) a (2) sú navzájom identické. Niekedy sa v literatúre Hartleyov vzorec nazýva (2).

Príklad 1. Koľko informácií obsahuje správa, že piková dáma bola vzatá z balíčka kariet?

V balíčku je 32 kariet. V zamiešanom balíčku je strata akejkoľvek karty rovnako pravdepodobnou udalosťou. Ak i- množstvo informácií v správe, že padla konkrétna karta (napríklad piková dáma), potom z Hartleyho rovnice:

2 i = 32 = 2 5

Odtiaľ: i= 5 bitov.

Príklad 2. Koľko informácií obsahuje správa o hode tvárou s číslom 3 na šesťstennej kocke?

Berúc do úvahy stratu akejkoľvek tváre ako rovnako pravdepodobnú udalosť, napíšeme Hartleyho vzorec: 2 i= 6. Preto: i= log26 = 2,58496 trocha.

Nepravdepodobné udalosti (pravdepodobnostný prístup)

Ak je pravdepodobnosť nejakej udalosti p, a i(bit) je množstvo informácií v správe, že k tejto udalosti došlo, potom tieto hodnoty súvisia so vzorcom:

2 i = 1/p (3)

Riešenie exponenciálnej rovnice (3) vzhľadom na i, dostaneme:

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

Vzorec (4) navrhol K. Shannon, preto sa nazýva Shannonov vzorec.

Diskusia o vzťahu medzi množstvom informácií v správe a jej obsahom môže prebiehať na rôznych úrovniach hĺbky.

Kvalitatívny prístup

Kvalitatívny prístup, ktorú možno využiť na úrovni propedeutiky základného kurzu informatiky (5. – 7. ročník) alebo v základnom kurze (8. – 9. ročník).

Na tejto úrovni štúdia sa diskutuje o nasledujúcom reťazci konceptov: information - message - informatívnosť správy.

originálne balenie: informácie- to sú poznatky ľudí, ktoré dostali z rôznych správ.Ďalšia otázka znie: čo je to správa? Správa- ide o informačný tok (dátový tok), ktorý v procese prenosu informácií prichádza k subjektu, ktorý ich prijíma. Posolstvom je reč, ktorú počúvame (rozhlasová správa, výklad učiteľa), ako aj vizuálne obrazy, ktoré vnímame (film v televízii, semafor), ako aj text knihy, ktorú čítame atď.

otázka o informatívna správa Mal by som diskutovať o príkladoch, ktoré ponúka učiteľ a študenti. pravidlo: informatívnyzavolajme sisprávu, ktorý dopĺňa ľudské poznanie, t.j. nesie pre neho informácie. Pre rôznych ľudí môže byť rovnaká správa z hľadiska jej informatívnosti odlišná. Ak sú informácie „staré“, t.j. človek to už vie, alebo nie je človeku jasný obsah správy, tak táto správa pre neho nie je informatívna. Informatívna je správa, ktorá obsahuje nové a zrozumiteľné inteligenciu.

Príklady neinformatívnych správ pre žiaka 8. ročníka:

1) „Hlavné mesto Francúzska – Paríž“ (nie nové);

2) „Koloidná chémia študuje disperzné stavy systémov s vysokým stupňom fragmentácie“ (nie je jasné).

Príklad informatívnej správy (pre tých, ktorí to nevedeli): „Eiffelova veža má výšku 300 metrov a hmotnosť 9000 ton.“

Zavedenie pojmu „informatívny obsah správy“ je prvým prístupom k štúdiu problematiky merania informácií v rámci obsahového konceptu. Ak správa nie je pre osobu informatívna, potom sa množstvo informácií v nej z pohľadu tejto osoby rovná nule. Množstvo informácií v informatívnej správe je väčšie ako nula.

Kvantitatívny prístup v aproximácii ekvipravdepodobnosti

Tento prístup je možné študovať buď v pokročilej verzii základného kurzu na základnej škole, alebo pri štúdiu informatiky v 10. – 11. ročníku na základnej škole.

Zvažuje sa nasledujúci reťazec konceptov: ekvipravdepodobných udalostí - vedomostná neistota - bit ako jednotka informácie - Hartleyho vzorec - riešenie exponenciálnej rovnice pre N rovnajúcu sa celočíselným mocninám dvoch.

Odhalenie konceptu ekvipravdepodobnosť, treba stavať na intuitívnom zobrazení detí a podložiť ho príkladmi. Udalosti sú rovnako pravdepodobnéak nikto z nich nemá výhodu oproti ostatným.

Po predstavení konkrétnej definície bitu, ktorá bola uvedená vyššie, by sa mala zovšeobecniť:

Správa, ktorá znižuje neistotu vedomostí o faktor 2, prenáša 1 bitinformácie.

Túto definíciu podporujú príklady správ o jednej udalosti zo štyroch (2 bity), z ôsmich (3 bity) atď.

Na tejto úrovni nemôžete diskutovať o možnostiach hodnôt N, ktoré sa nerovná celočíselným mocninám dvoch, aby sme nemuseli čeliť problémom s výpočtom logaritmov, ktoré ešte neboli študované v rámci matematiky. Ak majú deti otázky, napríklad: „Koľko informácií obsahuje správa o výsledku hodu šesťhrannou kockou“, vysvetlenie možno zostaviť takto. Z Hartleyho rovnice: 2 i= 6. Od 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 bitov. Všimnite si, že pri tomto prístupe možno množstvo informácií vyjadriť ako zlomkovú hodnotu.

Pravdepodobný prístup k meraniu informácií

Možno ho študovať v 10. – 11. ročníku v rámci všeobecnovzdelávacieho kurzu na špecializovanej úrovni alebo vo výberovom kurze matematických základov informatiky. Tu treba zaviesť matematicky správnu definíciu pravdepodobnosti. Okrem toho by študenti mali poznať logaritmickú funkciu a jej vlastnosti, vedieť riešiť exponenciálne rovnice.

Pri zavádzaní pojmu pravdepodobnosti by sa malo uviesť, že pravdepodobnosť udalosti je hodnota, ktorá môže nadobúdať hodnoty od nuly do jednej. Pravdepodobnosť nemožnej udalosti je nulová(napríklad: „zajtra slnko nevyjde nad obzor“), pravdepodobnosť určitej udalosti sa rovná jednej(napríklad: „Zajtra vyjde slnko nad obzorom“).

Nasledujúce ustanovenie: pravdepodobnosť nejakej udalosti sa zisťuje viacerými pozorovaniami (meraniami, testami). Takéto merania sa nazývajú štatistické. A čím viac meraní sa vykoná, tým presnejšie sa určí pravdepodobnosť udalosti.

Matematická definícia pravdepodobnosti je: pravdepodobnosťsa rovná pomeru počtu výsledkov, ktoré uprednostňujú túto udalosť, k celkovému počtu rovnako možných výsledkov.

Príklad 3. Na zastávke zastavujú dve autobusové linky: č. 5 a č. 7. Žiak dostane za úlohu: určiť, koľko informácií obsahuje správa, že autobus č. 5 sa priblížil k zastávke a koľko informácia je v správe, že autobus č.5 sa priblížil k 7.

Študent robil výskum. Za celý pracovný deň vypočítal, že autobusy sa k zastávke priblížili 100-krát. Z toho autobus číslo 5 sa priblížil 25-krát a autobus číslo 7 sa priblížil 75-krát.Za predpokladu, že autobusy jazdia s rovnakou frekvenciou aj v iné dni, študent vypočítal pravdepodobnosť, že autobus číslo 5 na zastávke: p 5 = 25/100 = 1/4 a pravdepodobnosť vzniku autobusu č. 7 je: p 7 = 75/100 = 3/4.

Množstvo informácií v správe o autobuse číslo 5 je teda: i 5 = log 2 4 = 2 bity. Množstvo informácií v správe o autobuse číslo 7 je:

i 7 \u003d denník 2 (4/3) \u003d denník 2 4 – denník 2 3 \u003d 2 – 1,58496 \u003d 0,41504 trocha.

Všimnite si nasledujúci kvalitatívny výstup: čím nižšia je pravdepodobnosť udalosti, tým väčšie množstvo informácií o nej obsahuje správa. Množstvo informácií o určitej udalosti je nulové. Napríklad správa „Príde zajtra ráno“ je spoľahlivá a jej pravdepodobnosť sa rovná jednej. Zo vzorca (3) vyplýva: 2 i= 1/1 = 1. Preto i= 0 bit.

Hartleyho vzorec (1) je špeciálny prípad vzorca (3). Ak je k dispozícii N rovnako pravdepodobné udalosti (výsledok hodu mincou, kockou a pod.), potom sa pravdepodobnosť každého možného variantu rovná p = 1/N. Dosadením do (3) opäť získame Hartleyho vzorec: 2 i = N. Ak by v príklade 3 autobusy #5 a #7 zastavili 100-krát, každý 50-krát, potom by sa pravdepodobnosť, že sa každý z nich objaví, rovnala 1/2. Preto množstvo informácií v správe o príchode každého autobusu je i= log 2 2 = 1 bit. Dostali sme sa k známemu variantu informačného obsahu správy o jednej z dvoch rovnako pravdepodobných udalostí.

Príklad 4. Zvážte inú verziu problému so zbernicou. Na zastávke zastavujú autobusy č.5 a 7. Hlásenie, že autobus č.5 sa priblížil k zastávke, obsahuje 4 bity informácie. Pravdepodobnosť, že sa na zastávke objaví autobus číslo 7, je dvakrát menšia ako pravdepodobnosť, že sa objaví autobus číslo 5. Koľko bitov informácií obsahuje správa o autobuse číslo 7, ktorý sa objaví na zastávke?

Stav problému zapíšeme v nasledujúcom tvare:

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

Spomeňte si na vzťah medzi pravdepodobnosťou a množstvom informácií: 2 i = 1/p

Odtiaľ: p = 2 –i

Dosadením do rovnosti z podmienky problému dostaneme:

Zo získaného výsledku vyplýva záver: 2-násobné zníženie pravdepodobnosti udalosti zvyšuje informačný obsah správy o nej o 1 bit. Zrejmé je aj opačné pravidlo: dvojnásobné zvýšenie pravdepodobnosti udalosti znižuje informačný obsah správy o nej o 1 bit. Poznaním týchto pravidiel by sa predchádzajúci problém dal vyriešiť „v mysli“.

3. Informačné procesy

Predmetom štúdia vedy o informatike je informácie a informačných procesov. Keďže neexistuje jediná všeobecne akceptovaná definícia informácie (porov. "informácie"), neexistuje jednota ani vo výklade pojmu „informačné procesy“.

Pristúpme k chápaniu tohto pojmu z terminologickej pozície. Slovo proces znamenať nejaká udalosť vyskytujúca sa v čase: súdne spory, výrobný proces, vzdelávací proces, proces rastu živých organizmov, proces rafinácie ropy, proces spaľovania paliva, proces letu kozmickej lode atď. Každý proces je spojený s nejakým akcie vykonávané človekom, prírodnými silami, technickými zariadeniami, ako aj v dôsledku ich vzájomného pôsobenia.

Každý proces má objekt vplyvu Kľúčové slová: obžalovaný, študenti, ropa, palivo, vesmírna loď. Ak je proces spojený s cieľavedomou činnosťou osoby, potom sa takáto osoba môže nazývať vykonávateľ procesu: sudca, učiteľ, astronaut. Ak sa proces vykonáva pomocou automatického zariadenia, potom je vykonávateľom procesu: chemický reaktor, automatická vesmírna stanica.

Samozrejme, v informačných procesoch predmetom vplyvu sú informácie. V učebnici S.A. Bešenková, E.A. Rakitina uvádza nasledujúcu definíciu: „V najvšeobecnejšej forme je informačný proces definovaný ako súbor sekvenčných akcií (operácií) vykonávaných na informáciách (vo forme údajov, informácií, faktov, myšlienok, hypotéz, teórií atď.) získať akýkoľvek výsledok (úspechy). ciele)“.

Ďalšia analýza pojmu „informačné procesy“ závisí od prístupu k pojmu informácie, od odpovede na otázku: „Čo je informácia?“. Ak prijmete prívlastkový pohľad na informácie (porov. "informácie"), potom treba uznať, že informačné procesy prebiehajú v živej aj neživej prírode. Napríklad v dôsledku fyzickej interakcie medzi Zemou a Slnkom, medzi elektrónmi a jadrom atómu, medzi oceánom a atmosférou. Z pozície funkčné pojmové informačné procesy sa vyskytujú v živých organizmoch (rastliny, zvieratá) a v ich interakcii.

OD antropocentrický z pohľadu vykonávateľa informačných procesov je človek. Informačné procesy sú funkciou ľudského vedomia (myslenie, intelekt). Osoba ich môže vykonávať samostatne, ako aj pomocou nástrojov informačnej činnosti, ktoré vytvoril.

Akákoľvek, ľubovoľne zložitá informačná aktivita osoby sa redukuje na tri hlavné typy akcií s informáciami: ukladanie, prijímanie / prenos, spracovanie. Zvyčajne namiesto „príjem-prenos“ jednoducho hovoria „prenos“, pričom tento proces chápu ako obojsmerný: prenos od zdroja k prijímaču (synonymum pre „preprava“).

Ukladanie, prenos a spracovanie informácií sú hlavné typy informačných procesov.

Realizácia týchto akcií s informáciami je spojená s ich prezentáciou vo forme údajov. Na uchovávanie, spracovanie a prenos sa používajú všetky druhy nástrojov ľudskej informačnej činnosti (napríklad: papier a pero, technické komunikačné kanály, výpočtové zariadenia atď.). údajov.

Ak analyzujeme činnosť akejkoľvek organizácie (personálne oddelenie podniku, účtovníctvo, vedecké laboratórium), ktorá pracuje s informáciami „po starom“, bez použitia počítačov, potom sú potrebné tri druhy prostriedkov na zabezpečenie jej aktivity:

Papier a písacie potreby (perá, písacie stroje, kresliace nástroje) na fixovanie informácií na účely ukladania;

Komunikačné zariadenia (kuriéri, telefóny, pošta) na príjem a prenos informácií;

Výpočtové nástroje (účty, kalkulačky) na spracovanie informácií.

V súčasnosti sa všetky tieto typy informačných činností realizujú pomocou výpočtovej techniky: údaje sa ukladajú na digitálne médiá, prenos sa uskutočňuje pomocou elektronickej pošty a iných služieb počítačovej siete, výpočty a iné druhy spracovania sa vykonávajú na počítači.

Zloženie hlavných zariadení počítača je určené práve tým, že počítač je určený na vykonávanie skladovanie, spracovanie a prenos dát. Za týmto účelom obsahuje pamäť, procesor, interné kanály a externé vstupné/výstupné zariadenia (pozri. "Počítač").

Aby sme terminologicky oddelili procesy práce s informáciami, ktoré sa vyskytujú v ľudskej mysli, a procesy práce s dátami, ktoré sa vyskytujú v počítačových systémoch, A.Ya. Friedland navrhuje nazývať ich inak: prvý - informačné procesy, druhý - informačné procesy.

Iný prístup k interpretácii informačných procesov ponúka kybernetika. Informačné procesy prebiehajú v rôznych riadiacich systémoch, ktoré prebiehajú vo voľnej prírode, v ľudskom tele, v sociálnych systémoch, v technických systémoch (vrátane počítača). Napríklad kybernetický prístup sa uplatňuje v neurofyziológii (porov. "informácie"), kde sa riadenie fyziologických procesov v tele zvieraťa a človeka, ktoré prebiehajú na nevedomej úrovni, považuje za informačný proces. V neurónoch (mozgových bunkách) uložené a spracované informácie sa prenášajú pozdĺž nervových vlákien vysielať informácie vo forme signálov elektrochemickej povahy. Genetika potvrdila túto dedičnú informáciu uložené v molekulách DNA, ktoré tvoria jadrá živých buniek. Určuje program rozvoja organizmu (t.j. riadi tento proces), ktorý sa realizuje na nevedomej úrovni.

Informačné procesy sa teda v kybernetickej interpretácii redukujú na uchovávanie, prenos a spracovanie informácií prezentovaných vo forme signálov, kódov rôzneho charakteru.

V ktorejkoľvek fáze štúdia informatiky v škole majú predstavy o informačných procesoch systematizujúcu metodickú funkciu. Štúdiom zariadenia počítača by študenti mali jasne pochopiť, aké zariadenia sa používajú na ukladanie, spracovanie a prenos údajov. Pri štúdiu programovania by študenti mali dbať na to, aby program pracoval s údajmi uloženými v pamäti počítača (ako samotný program), že inštrukcie programu určujú činnosti procesora pri spracovaní údajov a činnosť vstupno-výstupných zariadení. na príjem a prenos dát. Pri ovládaní informačných technológií je potrebné venovať pozornosť skutočnosti, že tieto technológie sú zamerané aj na uchovávanie, spracovanie a prenos informácií.

Pozri články “ Úložisko dát”, “Spracovanie dát”, “Prenos informácií” 2.

4. Informácie

Pôvod pojmu „informácia“

Slovo „informácia“ pochádza z latinčiny informácie, čo v preklade znamená objasnenie, prezentácia. Vo výkladovom slovníku V.I. Dahl nemá slovo „informácie“. Pojem „informácie“ sa začal používať v ruskej reči od polovice dvadsiateho storočia.

Pojem informácie vďačí za svoje rozšírenie v najväčšej miere dvom vedeckým oblastiam: teória komunikácie a kybernetika. Výsledkom rozvoja teórie komunikácie bol informačnej teórie založil Claude Shannon. K. Shannon však neuviedol definíciu informácie, zároveň však definoval množstvo informácií. Teória informácie sa venuje riešeniu problému merania informácií.

Vo vede kybernetika založil Norbert Wiener, pojem informácie je ústredný (porov. "kybernetika" 2). Všeobecne sa uznáva, že to bol N. Wiener, kto zaviedol pojem informácie do vedeckého využitia. Napriek tomu N. Wiener vo svojej prvej knihe o kybernetike nedefinuje informácie. “ Informácie sú informácie, nie hmota alebo energia“, napísal Wiener. Pojem informácie je teda na jednej strane v protiklade s pojmami hmota a energia, na druhej strane sa s týmito pojmami stavia na roveň ich stupňom všeobecnosti a zásadovosti. Je teda aspoň jasné, že informácia je niečo, čo nemožno pripísať ani hmote, ani energii.

Informácie vo filozofii

Filozofická veda sa zaoberá chápaním informácie ako základného pojmu. Podľa jedného z filozofických konceptov informácie sú vlastnosťou všetkého, všetky hmotné predmety sveta. Tento pojem informácie sa nazýva prívlastkový (informácia je atribútom všetkých hmotných predmetov). Informácie vo svete vznikli spolu s vesmírom. V tomto zmysle informácia je mierou usporiadanosti, štruktúrovanosti akéhokoľvek hmotného systému. Procesy vývoja sveta od počiatočného chaosu, ktorý prišiel po „Veľkom tresku“ až po vznik anorganických systémov, potom organických (živých) systémov sú spojené s rastom informačného obsahu. Tento obsah je objektívny, nezávislý od ľudského vedomia. Kus uhlia obsahuje informácie o udalostiach, ktoré sa odohrali v dávnych dobách. Tieto informácie však dokáže vydolovať len zvedavá myseľ.

Ďalší filozofický koncept informácie je tzv funkčné. Podľa funkčného prístupu informácie sa objavili so vznikom života, keďže sú spojené s fungovaním zložitých samoorganizujúcich sa systémov, medzi ktoré patria živé organizmy a ľudská spoločnosť. Môžete tiež povedať toto: informácia je vlastnosť, ktorá je vlastná iba živej prírode. To je jedna z podstatných vlastností, ktoré oddeľujú živú od neživej prírody.

Tretím filozofickým konceptom informácie je antropocentrický, podľa ktorého informácia existuje len v ľudskom vedomí, v ľudskom vnímaní. Informačná aktivita je vlastná iba človeku, vyskytuje sa v sociálnych systémoch. Vytváraním informačných technológií si človek vytvára nástroje pre svoju informačnú činnosť.

Môžeme povedať, že používanie pojmu „informácia“ v každodennom živote sa vyskytuje v antropocentrickom kontexte. Pre každého z nás je prirodzené vnímať informácie ako správy vymieňané medzi ľuďmi. Napríklad masmédiá – masmédiá sú určené na šírenie správ, správ medzi obyvateľstvom.

Informácie v biológii

V 20. storočí pojem informácie preniká vedou všade. Informačné procesy v živej prírode študuje biológia. Neurofyziológia (sekcia biológie) študuje mechanizmy nervovej činnosti zvierat a ľudí. Táto veda vytvára model informačných procesov prebiehajúcich v tele. Informácie prichádzajúce zvonka sa premieňajú na signály elektrochemickej povahy, ktoré sa prenášajú zo zmyslových orgánov pozdĺž nervových vlákien do neurónov (nervových buniek) mozgu. Mozog prenáša riadiace informácie vo forme signálov rovnakého charakteru do svalových tkanív, čím riadi orgány pohybu. Opísaný mechanizmus je v dobrej zhode s kybernetickým modelom N. Wienera (pozri. "kybernetika" 2).

V inej biologickej vede - genetike sa používa pojem dedičná informácia zakotvená v štruktúre molekúl DNA prítomných v jadrách buniek živých organizmov (rastlín, živočíchov). Genetika dokázala, že táto štruktúra je akýmsi kódom, ktorý určuje fungovanie celého organizmu: jeho rast, vývoj, patológie atď. Prostredníctvom molekúl DNA sa dedičná informácia prenáša z generácie na generáciu.

Štúdiom informatiky na základnej škole (základný kurz) by sme sa nemali ponoriť do zložitosti problému zisťovania informácií. Pojem informácie je uvedený v zmysluplnom kontexte:

Informácie - to je zmysel, obsah správ, ktoré človek dostáva z vonkajšieho sveta prostredníctvom svojich zmyslov.

Koncept informácie je odhalený prostredníctvom reťazca:

správa - význam - informácia - poznanie

Človek vníma správy pomocou svojich zmyslov (väčšinou zrakom a sluchom). Ak človek rozumie význam uzavreté v správe, potom môžeme povedať, že táto správa nesie osobu informácie. Napríklad správa v neznámom jazyku neobsahuje informácie pre danú osobu, ale správa v rodnom jazyku je zrozumiteľná, teda informatívna. Informácie vnímané a uložené v pamäti sa dopĺňajú vedomosti osoba. náš vedomosti- ide o systematizovanú (súvisiacu) informáciu v našej pamäti.

Pri odhaľovaní pojmu informácie z hľadiska zmysluplného prístupu treba vychádzať z intuitívnych predstáv o informáciách, ktoré deti majú. Je vhodné viesť rozhovor formou dialógu, klásť žiakom otázky, na ktoré sú schopní odpovedať. Otázky je možné klásť napríklad v nasledujúcom poradí.

Povedzte nám, odkiaľ čerpáte informácie?

Pravdepodobne budete počuť:

Z kníh, rozhlasových a televíznych relácií .

Ráno som v rádiu počul predpoveď počasia .

Učiteľ sa chopí tejto odpovede a vedie študentov ku konečnému záveru:

Najprv ste teda nevedeli, aké bude počasie, no po vypočutí rádia ste to začali vedieť. Preto, keď ste dostali informácie, získali ste nové vedomosti!

Učiteľ spolu so študentmi teda prichádza k definícii: informáciepre človeka sú to informácie, ktoré dopĺňajú vedomosti človeka, ktoré získava z rôznych zdrojov.Ďalej, na mnohých príkladoch, ktoré sú deťom známe, by sa táto definícia mala upevniť.

Po vytvorení spojenia medzi informáciami a vedomosťami ľudí sa nevyhnutne dospeje k záveru, že informácie sú obsahom našej pamäte, pretože ľudská pamäť je prostriedkom na uchovávanie vedomostí. Je rozumné nazývať takéto informácie internými, prevádzkovými informáciami, ktoré osoba vlastní. Ľudia si však informácie ukladajú nielen do vlastnej pamäte, ale aj do záznamov na papieri, na magnetických médiách atď. Takéto informácie možno nazvať externé (vo vzťahu k osobe). Aby ho človek mohol použiť (napr. pripraviť pokrm podľa receptu), musí si ho najprv prečítať, t.j. premeňte ho do internej podoby a potom vykonajte nejaké akcie.

Otázka klasifikácie vedomostí (a teda informácií) je veľmi zložitá. Vo vede k tomu existujú rôzne prístupy. Tejto problematike sa venujú najmä špecialisti v oblasti umelej inteligencie. V rámci základného kurzu sa stačí obmedziť na delenie vedomostí na deklaratívne a procedurálne. Opis deklaratívnych znalostí možno začať slovami: „Viem, že...“. Popis procedurálnych znalostí – slovami: „Viem ako ...“. Je ľahké uviesť príklady pre oba typy vedomostí a vyzvať deti, aby si vymysleli vlastné príklady.

Učiteľ by si mal dobre uvedomiť propedeutický význam preberania týchto otázok pre budúce oboznámenie sa žiakov so zariadením a obsluhou počítača. Počítač, podobne ako človek, má vnútornú – operačnú – pamäť a vonkajšiu – dlhodobú – pamäť. Rozdelenie poznatkov na deklaratívne a procedurálne môže byť v budúcnosti prepojené s rozdelením počítačových informácií na dátové – deklaratívne informácie a programy – procedurálne informácie. Využitie didaktickej analógie medzi informačnou funkciou človeka a počítača umožní študentom lepšie pochopiť podstatu konštrukcie a fungovania počítača.

Na základe pozície „ľudské vedomosti sú uložené informácie“ učiteľ informuje žiakov, že informácie k človeku prenášajú aj pachy, chute a hmatové (hmatové) vnemy. Dôvod je veľmi jednoduchý: keďže si pamätáme známe vône a chute, rozpoznávame známe predmety dotykom, potom sa tieto vnemy ukladajú do našej pamäte, a preto sú to informácie. Z toho vyplýva záver: pomocou všetkých svojich zmyslov človek prijíma informácie z vonkajšieho sveta.

Z vecného aj metodologického hľadiska je veľmi dôležité rozlišovať medzi významom pojmov „ informácie" a " údajov”. K reprezentácii informácie v akomkoľvek znakovom systéme(vrátane tých, ktoré sa používajú v počítačoch) mal by sa použiť termín “údajov". ALE informácie- toto je význam obsiahnutý v údajoch, vložený do nich osobou a zrozumiteľný len osobe.

Počítač pracuje s dátami: prijíma vstupné dáta, spracováva ich a odovzdáva výstupné dáta človeku – výsledky. Sémantickú interpretáciu údajov vykonáva osoba. Napriek tomu sa v hovorovej reči v literatúre často hovorí a píše, že počítač ukladá, spracováva, prenáša a prijíma informácie. To platí vtedy, ak počítač nie je oddelený od osoby, pričom sa považuje za nástroj, pomocou ktorého osoba vykonáva informačné procesy.

5. Kybernetika

Slovo „kybernetika“ je gréckeho pôvodu a doslova znamená umenie ovládať.

V IV storočí pred naším letopočtom. v spisoch Platóna sa tento výraz používal na označenie riadenia vo všeobecnom zmysle. V 19. storočí A. Ampère navrhol nazvať kybernetiku vedou o riadení ľudskej spoločnosti.

V modernej interpretácii kybernetika- veda, ktorá študuje všeobecné zákony riadenia a vzťahov v organizovaných systémoch (stroje, živé organizmy, v spoločnosti).

Vznik kybernetiky ako samostatnej vedy je spojený s vydaním kníh amerického vedca Norberta Wienera „Kybernetika alebo riadenie a komunikácia vo zvieratách a strojoch“ v roku 1948 a „Kybernetika a spoločnosť“ v roku 1954.

Hlavným vedeckým objavom kybernetiky bolo zdôvodnenie jednota zákonov riadenia v prírodných a umelých systémoch. K tomuto záveru dospel N. Wiener vybudovaním informačného modelu procesov riadenia.

Norbert Wiener (1894–1964), USA

Podobná schéma bola známa v teórii automatického riadenia. Wiener ho zovšeobecnil na všetky typy systémov, pričom abstrahoval od špecifických komunikačných mechanizmov, pričom toto spojenie považoval za informačné.

Schéma kontroly spätnej väzby

Priamy komunikačný kanál prenáša riadiace informácie - riadiace príkazy. Spätnoväzbový kanál prenáša informácie o stave riadeného objektu, o jeho reakcii na riadiacu akciu, ako aj o stave vonkajšieho prostredia, ktoré je často významným faktorom riadenia.

Kybernetika rozvíja koncepciu informácie ako obsahu signálov prenášaných komunikačnými kanálmi. Kybernetika rozvíja koncepciu algoritmu ako riadiacej informácie, ktorú musí mať riadiaci objekt, aby mohol vykonávať svoju prácu.

Ku vzniku kybernetiky dochádza súčasne s vytvorením elektronických počítačov. Spojenie medzi počítačmi a kybernetikou je také úzke, že tieto pojmy boli často identifikované v 50. rokoch minulého storočia. Počítače sa nazývali kybernetické stroje.

Spojenie medzi počítačmi a kybernetikou existuje v dvoch aspektoch. Po prvé, počítač je samosprávny automat, v ktorom riadiace zariadenie, ktoré je súčasťou procesora, plní úlohu manažéra a všetky ostatné zariadenia sú riadiacimi objektmi. Priama a spätnoväzbová komunikácia sa uskutočňuje prostredníctvom informačných kanálov a algoritmus je prezentovaný vo forme programu v strojovom jazyku (jazyk „zrozumiteľný“ procesorom) uloženom v pamäti počítača.

Po druhé, s vynálezom počítača sa otvorili vyhliadky na použitie stroja ako riadiaceho objektu v rôznych systémoch. Je možné vytvárať komplexné systémy s programovým riadením, prenášať mnoho druhov ľudskej činnosti na automatické zariadenia.

Rozvoj línie „kybernetika – počítače“ viedol v 60. rokoch 20. storočia k vzniku vedy informatika s rozvinutejším systémom pojmov súvisiacich so štúdiom informácií a informačných procesov.

V súčasnosti všeobecné ustanovenia teoretickej kybernetiky nadobúdajú vo väčšej miere filozofický význam. Zároveň sa aktívne rozvíjajú aplikované oblasti kybernetiky súvisiace so štúdiom a tvorbou riadiacich systémov v rôznych tematických oblastiach: technická kybernetika, biomedicínska kybernetika, ekonomická kybernetika. S rozvojom počítačových vzdelávacích systémov môžeme hovoriť o vzniku pedagogickej kybernetiky.

Existujú rôzne spôsoby, ako zaradiť otázky kybernetiky do kurzu všeobecného vzdelávania. Jedným zo spôsobov je cez líniu algoritmizácie. Algoritmus považovaný za riadiace informácie v kybernetickom modeli riadiaceho systému. V tejto súvislosti sa odkrýva téma kybernetiky.

Ďalším spôsobom je zaradiť tému kybernetiky do zmysluplnej línie modelovania. Revíziou proces riadenia ako komplexný informačný proces dáva predstavu Schéma N. Wienera ako modely takéhoto procesu. Vo verzii vzdelávacieho štandardu pre ZŠ (2004) je táto téma prítomná v kontexte modelovania: „kybernetický model procesov riadenia“.

V diele A.A. Kuznecovová, S.A. Beshenkova a kol., „Kontinuálny kurz informatiky“ vymenovali tri hlavné oblasti školského kurzu informatiky: informačné modelovanie, informačných procesov a informačné základne manažmentu. Obsahové riadky sú podrobné informácie o hlavných smeroch. Kybernetickej téme – téme manažmentu sa teda pripisuje ešte väčší význam ako obsahovej línii. Toto je mnohostranná téma, ktorá vám umožňuje dotknúť sa nasledujúcich problémov:

Prvky teoretickej kybernetiky: kybernetický model spätnoväzbového riadenia;

Prvky aplikovanej kybernetiky: štruktúra počítačových systémov automatického riadenia (systémy s programovým riadením); vymenovanie automatizovaných riadiacich systémov;

Základy teórie algoritmov.

Prvky teoretickej kybernetiky

Keď hovoríme o modeli kybernetického riadenia, učiteľ by ho mal ilustrovať na príkladoch, ktoré sú študentom známe a zrozumiteľné. V tomto prípade by sa mali zdôrazniť hlavné prvky kybernetického kontrolného systému: riadiaci objekt, spravovaný objekt, priame a spätné kanály.

Začnime jasnými príkladmi. Napríklad vodič a auto. Vodič je manažér, auto je kontrolovaný objekt. Priamy komunikačný kanál - systém ovládania auta: pedále, volant, páčky, kľúče atď. Kanály spätnej väzby: prístroje na ovládacom paneli, pohľad z okien, sluch vodiča. Akýkoľvek úkon na ovládačoch možno považovať za prenášanú informáciu: „zvýšiť rýchlosť“, „spomaliť“, „odbočiť doprava“ atď. Pre úspešné riadenie sú potrebné aj informácie prenášané kanálmi spätnej väzby. Ponúknite študentom úlohu: čo sa stane, ak sa vypne jeden z priamych kanálov alebo kanálov spätnej väzby? Diskusia o takýchto situáciách je zvyčajne veľmi živá.

Kontrola spätnej väzby je tzv adaptívne riadenie. Konanie manažéra sa prispôsobuje (t.j. upravuje) stavu objektu riadenia, prostredia.

Najbližší príklad študentom manažmentu v sociálnom systéme: učiteľ, ktorý riadi proces učenia v triede. Diskutujte o rôznych formách kontroly učiteľa nad žiakmi: reč, gestá, mimika, poznámky na tabuli. Nechajte študentov vymenovať rôzne formy spätnej väzby; vysvetliť, ako učiteľ prispôsobuje priebeh vyučovacej hodiny na základe výsledkov spätnej väzby, uviesť príklady takéhoto prispôsobenia. Žiaci si napríklad neporadili s navrhovanou úlohou – učiteľ je nútený opakovať výklad.

Pri štúdiu tejto témy na strednej škole možno uvažovať o spôsoboch riadenia vo veľkých sociálnych systémoch: riadenie podniku administratívou, riadenie krajiny štátnymi orgánmi atď. Tu je užitočné použiť materiál z kurzu sociálnych štúdií. Pri analýze mechanizmov spätnej väzby a spätnej väzby v takýchto systémoch upozornite študentov na skutočnosť, že vo väčšine prípadov existuje mnoho kanálov spätnej väzby a spätnej väzby. Sú zdvojené, aby sa zvýšila spoľahlivosť riadiaceho systému.

Algoritmy a riadenie

Táto téma vám umožňuje odhaliť koncept algoritmu z kybernetického hľadiska. Logika rozšírenia je nasledovná. Riadenie je cieľavedomý proces. Musí zabezpečiť určité správanie riadiaceho objektu, dosiahnutie určitého cieľa. A na to musí existovať plán riadenia. Tento plán je implementovaný prostredníctvom sekvencie riadiacich príkazov prenášaných cez priame spojenie. Takáto postupnosť príkazov sa nazýva riadiaci algoritmus.

Riadiaci algoritmus je informačnou zložkou systému riadenia. Napríklad učiteľ odučí hodinu podľa vopred určeného plánu. Vodič riadi auto po vopred stanovenej trase.

V riadiacich systémoch, kde úlohu manažéra vykonáva osoba, sa riadiaci algoritmus môže v procese práce meniť, spresňovať. Vodič si nemôže vopred naplánovať každú svoju činnosť počas jazdy; Učiteľ prispôsobuje plán hodiny tak, ako to ide. Ak je proces riadený automatickým zariadením, potom v ňom musí byť vopred zakomponovaný podrobný riadiaci algoritmus v nejakej formalizovanej forme. V tom prípade je tzv manažérsky program. Na uloženie programu musí mať automatické riadiace zariadenie pamäť programu.

Táto téma by mala preskúmať tento koncept samoriadený systém. Ide o jediný objekt, organizmus, v ktorom sú prítomné všetky vyššie uvedené komponenty riadiacich systémov: riadiace a riadené časti (orgány), priame a spätné informácie, riadiace informácie - algoritmy, programy a pamäť na ich uloženie. Takéto systémy sú živé organizmy. Najdokonalejší z nich je človek. Človek ovláda sám seba. Hlavným riadiacim orgánom je ľudský mozog, ovládaný – všetky časti tela. Existuje vedomé riadenie(Robím, čo chcem) a jem podvedomie(riadenie fyziologických procesov). Podobné procesy sa vyskytujú u zvierat. Podiel vedomej kontroly u zvierat je však menší ako u ľudí v dôsledku vyššej úrovne intelektuálneho rozvoja človeka.

Vytváranie umelých samosprávnych systémov je jednou z najťažších úloh vedy a techniky. Robotika je príkladom takéhoto vedecko-technického smeru. Spája mnoho oblastí vedy: kybernetiku, umelú inteligenciu, medicínu, matematické modelovanie atď.

Prvky aplikovanej kybernetiky

Táto téma môže byť zverejnená buď v hĺbkovej verzii štúdia základného kurzu informatiky, alebo na profilovej úrovni na strednej škole.

K úlohám technická kybernetika zahŕňa vývoj a tvorbu systémov technického riadenia vo výrobných podnikoch, vo výskumných laboratóriách, v doprave a pod. Takéto systémy sú tzv. systémy s automatické ovládanie - ACS . Ako riadiace zariadenie v ACS sa používajú počítače alebo špecializované ovládače.

Model kybernetického riadenia vo vzťahu k ACS je znázornený na obrázku.

Schéma automatického riadiaceho systému

Ide o uzavretý technický systém, ktorý funguje bez zásahu človeka. Osoba (programátor) pripravila riadiaci program a vložila ho do pamäte počítača. Potom systém funguje automaticky.

Vzhľadom na túto problematiku by študenti mali venovať pozornosť tomu, že s konverziou informácií z analógovej na digitálnu a naopak (DAC - ADC konverzia) sa už stretli v iných témach alebo sa ešte stretnú. Na rovnakom princípe funguje modem v počítačových sieťach, zvuková karta pri vstupe / výstupe zvuku (pozri. “ Zvuková prezentácia” 2).V tomto systéme analógový elektrický signál prechádzajúci spätnoväzbovým kanálom zo snímačov ovládaného zariadenia používaním analógovo-digitálny prevodník(ADC), premení na diskrétne digitálne dáta, vstupom do počítača. Funguje na priamej linke DAC - digitálno-analógový prevodník, ktorý vystupuje obrátene konverzia - digitálne dáta prichádzajúce z počítača na analógový elektrický signál dodávaný do vstupných uzlov ovládaného zariadenia.

Ďalší smer aplikovanej kybernetiky: automatizované riadiace systémy (ACS). ACS je systém človek-stroj. Automatizované riadiace systémy sú spravidla zamerané na riadenie činnosti výrobných tímov a podnikov. Ide o systémy počítačového zberu, ukladania, spracovania rôznych informácií potrebných pre chod podniku. Napríklad údaje o finančných tokoch, dostupnosti surovín, objemoch hotových výrobkov, personálnych informáciách atď. atď. Hlavným účelom takýchto systémov je rýchlo a presne poskytnúť manažérom podniku potrebné informácie na prijímanie manažérskych rozhodnutí.

Do oblasti patria úlohy riešené pomocou automatizovaných riadiacich systémov ekonomická kybernetika. Technickým základom takýchto systémov sú spravidla lokálne počítačové siete. ACS využíva rôzne informačné technológie: databázy, počítačovú grafiku, počítačové modelovanie, expertné systémy atď.

6. Kódovanie informácií

Kód -systém konvenčných znakov (symbolov) na prenos, spracovanie a uchovávanie informácií (správ).

Kódovanie - proces prezentácie informácií (správ) vo forme kódu.

Celá množina znakov použitých na kódovanie je tzv kódovacia abeceda. Napríklad v pamäti počítača sú všetky informácie zakódované pomocou binárnej abecedy obsahujúcej iba dva znaky: 0 a 1.

Vedecké základy kódovania opísal K. Shannon, ktorý študoval procesy prenosu informácií cez technické komunikačné kanály ( teória komunikácie, teória kódovania). S týmto prístupom kódovanie chápané v užšom zmysle: prechod od reprezentácie informácie v jednom systéme symbolov k jej reprezentácii v inom systéme symbolov. Napríklad prevod písaného ruského textu do morzeovky na prenos telegrafom alebo rádiom. Takéto kódovanie je spojené s potrebou prispôsobiť kód technickým prostriedkom práce s používanými informáciami (pozri „ Prenos informácií“ 2).

Dekódovanie - proces konverzie kódu späť do podoby pôvodného znakového systému, t.j. získať pôvodnú správu. Napríklad: preklad z Morseovej abecedy do písaného textu v ruštine.

Všeobecnejšie povedané, dekódovanie je proces obnovy obsahu zakódovanej správy. S týmto prístupom možno proces písania textu pomocou ruskej abecedy považovať za kódovanie a čítanie za dekódovanie.

Účely kódovania a metódy kódovania

Kódovanie tej istej správy môže byť rôzne. Napríklad sme zvyknutí písať ruský text pomocou ruskej abecedy. Ale to isté možno urobiť pomocou anglickej abecedy. Niekedy to musíte urobiť odoslaním SMS na mobilný telefón, na ktorom nie sú ruské písmená, alebo odoslaním e-mailu v ruštine zo zahraničia, ak v počítači nie je rusifikovaný softvér. Napríklad fráza: "Ahoj, drahý Sasha!" Musím napísať takto: „Zdravstvui, drahý Sasha!“.

Existujú aj iné spôsoby kódovania reči. Napríklad, skratka - rýchly spôsob nahrávania hovoreného jazyka. Vlastní ho len pár špeciálne vyškolených ľudí – stenografov. Stenograf zvláda zapisovať text synchrónne s rečou hovoriaceho človeka. V prepise jedna ikona označovala celé slovo alebo frázu. Dešifrovať (dekódovať) prepis môže iba stenograf.

Uvedené príklady ilustrujú nasledujúce dôležité pravidlo: na kódovanie rovnakých informácií možno použiť rôzne spôsoby; ich výber závisí od viacerých faktorov: účel kódovania, podmienky, dostupné prostriedky. Ak potrebujete zapísať text tempom reči, používame skratku; ak je potrebné preniesť text do zahraničia - používame anglickú abecedu; ak je potrebné text podať vo forme zrozumiteľnej pre gramotného ruského človeka, zapíšeme ho podľa pravidiel gramatiky ruského jazyka.

Ďalšia dôležitá okolnosť: výber spôsobu kódovania informácií môže súvisieť so zamýšľaným spôsobom ich spracovania. Ukážme si to na príklade reprezentácie čísel - kvantitatívnej informácie. Pomocou ruskej abecedy môžete napísať číslo „tridsaťpäť“. Pomocou abecedy systému arabských desatinných čísel píšeme: „35“. Druhá metóda je nielen kratšia ako prvá, ale aj pohodlnejšia na vykonávanie výpočtov. Ktorý záznam je vhodnejší na vykonávanie výpočtov: „tridsaťpäť krát sto dvadsaťsedem“ alebo „35 x 127“? Očividne ten druhý.

Ak je však dôležité zachovať číslo bez skreslenia, potom je lepšie ho napísať v textovej forme. Napríklad v peňažných dokumentoch je suma často napísaná v textovej forme: „tristosedemdesiatpäť rubľov“. namiesto "375 rubľov". V druhom prípade skreslenie jednej číslice zmení celú hodnotu. Pri použití textovej formy ani gramatické chyby nemusia zmeniť význam. Jeden negramotný človek napríklad napísal: „Tristosedemdesiatpäť rubľov. Význam však zostal zachovaný.

V niektorých prípadoch je potrebné zatriediť text správy alebo dokumentu tak, aby ho nemohli prečítať tí, ktorí by to nemali čítať. To sa nazýva ochrana pred neoprávneným prístupom. V tomto prípade je tajný text zašifrovaný. V staroveku sa šifrovanie nazývalo kryptografia. Šifrovanie je proces konverzie otvoreného textu na šifrovaný text a dešifrovanie- proces inverznej transformácie, pri ktorom sa obnovuje pôvodný text. Šifrovanie je tiež kódovanie, ale tajnou metódou, ktorú pozná iba zdroj a adresát. Šifrovacími metódami sa zaoberá veda tzv kryptografia(cm . "kryptografia" 2).

História technických spôsobov kódovania informácií

S príchodom technických prostriedkov na ukladanie a prenos informácií vznikli nové nápady a techniky kódovania. Prvým technickým prostriedkom prenosu informácií na diaľku bol telegraf, ktorý v roku 1837 vynašiel Američan Samuel Morse. Telegrafná správa je sled elektrických signálov prenášaných z jedného telegrafného prístroja cez drôty do iného telegrafného prístroja. Tieto technické okolnosti viedli S. Morsea k myšlienke použiť iba dva typy signálov – krátky a dlhý – na zakódovanie správy prenášanej telegrafnými linkami.

Samuel Finley Breeze Morse (1791 – 1872), USA

Táto metóda kódovania sa nazýva Morseova abeceda. V ňom je každé písmeno abecedy zakódované sekvenciou krátkych signálov (bodky) a dlhých signálov (čiarky). Písmená sú od seba oddelené pauzami – absencia signálov.

Najznámejšou telegrafnou správou je tiesňový signál SOS ( S ave O ur S ouly- zachraň naše duše). Takto to vyzerá v morzeovke aplikovanej na anglickú abecedu:

–––

Tri bodky (písmeno S), tri pomlčky (písmeno O), tri bodky (písmeno S). Písmená od seba oddeľujú dve pauzy.

Obrázok znázorňuje Morseovu abecedu vo vzťahu k ruskej abecede. Neexistovali žiadne špeciálne interpunkčné znamienka. Boli napísané slovami: „bodka“ - bodka, „spt“ - čiarka atď.

Charakteristickým znakom Morseovej abecedy je variabilná dĺžka kódu rôznych písmen, tak sa volá morzeovka nerovnomerný kód. Písmená, ktoré sa v texte vyskytujú častejšie, majú kratší kód ako zriedkavé písmená. Napríklad kód pre písmeno „E“ je jedna bodka a kód pre plný znak pozostáva zo šiestich znakov. Toto sa robí s cieľom skrátiť dĺžku celej správy. Ale kvôli premenlivej dĺžke kódu písmen je problém oddeľovať písmená od seba v texte. Preto je potrebné na oddelenie použiť pauzu (preskočenie). Preto je Morseova telegrafná abeceda trojčlenná, od r používa tri znaky: bodka, pomlčka, medzera.

Jednotný telegrafný kód vynašiel Francúz Jean Maurice Baudot na konci 19. storočia. Používal iba dva rôzne typy signálov. Nezáleží na tom, ako ich nazvete: bodka a pomlčka, plus a mínus, nula a jedna. Ide o dva rôzne elektrické signály. Dĺžka kódu všetkých znakov je rovnaká a rovná sa päť. V tomto prípade problém oddeľovania písmen od seba nevzniká: každých päť signálov je textový znak. Preto sa preukaz nevyžaduje.

Jean Maurice Emile Baudot (1845 – 1903), Francúzsko

Baudotov kód je prvou metódou v histórii technológie na kódovanie informácií v binárnom kóde.. Vďaka tejto myšlienke bolo možné vytvoriť priamotlačiaci telegrafný prístroj, ktorý vyzerá ako písací stroj. Stlačením klávesu s určitým písmenom sa vygeneruje zodpovedajúci päťimpulzový signál, ktorý sa prenáša cez komunikačnú linku. Prijímací stroj pod vplyvom tohto signálu vytlačí rovnaké písmeno na papierovú pásku.

Moderné počítače tiež používajú jednotný binárny kód na kódovanie textov (pozri „ Systémy textového kódovania" 2).

Tému kódovania informácií možno prezentovať v učebných osnovách na všetkých stupňoch štúdia informatiky v škole.

V rámci propedeutického kurzu sú študentom často ponúkané úlohy, ktoré nesúvisia s počítačovým kódovaním dát a sú v istom zmysle formou hry. Napríklad na základe tabuľky Morseovej abecedy je možné navrhnúť ako úlohy kódovania (kódovanie ruského textu pomocou Morseovej abecedy), tak úlohy dekódovania (dešifrovanie textu kódovaného pomocou Morseovej abecedy).

Vykonávanie takýchto úloh možno interpretovať ako prácu kryptografa, ktorý ponúka rôzne jednoduché šifrovacie kľúče. Napríklad alfanumerické, pričom každé písmeno sa nahradí jeho poradovým číslom v abecede. Okrem toho by sa do abecedy mali pridať interpunkčné znamienka a iné symboly, aby sa text úplne zakódoval. Nechajte študentov, aby prišli na spôsob, ako rozlišovať medzi malými a veľkými písmenami.

Pri vykonávaní takýchto úloh by študenti mali venovať pozornosť skutočnosti, že je potrebný oddeľovací znak - medzera, pretože kód sa ukáže ako nerovnomerné: niektoré písmená sú zašifrované jednou číslicou, niektoré dvomi.

Vyzvite študentov, aby sa zamysleli nad tým, ako sa zaobísť bez oddeľovania písmen v kóde. Tieto úvahy by mali viesť k myšlienke jednotného kódu, v ktorom je každý znak zakódovaný dvoma desatinnými číslicami: A - 01, B - 02 atď.

Súbory úloh na kódovanie a šifrovanie informácií sú dostupné v mnohých učebniciach pre školu.

V základnom kurze informatiky pre hlavnú školu je téma kódovania viac spojená s témou reprezentácie rôznych typov údajov v počítači: čísla, texty, obrázky, zvuky (pozri „ Informačné technológie” 2).

Vo vyšších ročníkoch sa obsah všeobecného vzdelávania alebo voliteľného predmetu môže podrobnejšie zaoberať otázkami spojenými s teóriou kódovania vypracovanou K. Shannonom v rámci teórie informácie. Nachádza sa tu množstvo zaujímavých úloh, ktorých pochopenie si vyžaduje zvýšenú úroveň matematickej a programátorskej prípravy študentov. Ide o problémy ekonomického kódovania, univerzálneho kódovacieho algoritmu, kódovania na opravu chýb. Mnohé z týchto problémov sú podrobne rozoberané v učebnici „Matematické základy informatiky“.

7. Spracovanie informácií

Spracovanie dát - proces systematickej zmeny obsahu alebo formy prezentácie informácií.

Spracovanie informácií vykonáva v súlade s určitými pravidlami nejaký subjekt alebo objekt (napríklad osoba alebo automatické zariadenie). Zavoláme mu vykonávateľ spracovania informácií.

Spracovateľ, ktorý interaguje s vonkajším prostredím, od neho prijíma vstupné informácie ktorý sa spracováva. Výsledkom spracovania je odtlačok prenášané do vonkajšieho prostredia. Vonkajšie prostredie teda pôsobí ako zdroj vstupných informácií a konzument výstupných informácií.

Spracovanie informácií prebieha podľa určitých pravidiel známych interpretovi. Pravidlá spracovania, ktoré sú popisom postupnosti jednotlivých krokov spracovania, sa nazývajú algoritmus spracovania informácií.

Vykonávateľ spracovania musí obsahovať jednotku spracovania, ktorú budeme nazývať procesor, a pamäťový blok, v ktorom sú uložené spracovávané informácie aj pravidlá (algoritmus) spracovania. Všetko vyššie uvedené je schematicky znázornené na obrázku.

Schéma spracovania informácií

Príklad.Študent, ktorý rieši problém na hodine, vykonáva spracovanie informácií. Vonkajšie prostredie je pre neho atmosféra hodiny. Vstupnou informáciou je stav úlohy, ktorý hlási učiteľ vedúci hodiny. Žiak si zapamätá stav problému. Na uľahčenie zapamätania môže využiť poznámky v zošite – externej pamäti. Z výkladu učiteľa sa dozvedel (zapamätal si) spôsob riešenia problému. Procesor je mentálny aparát žiaka, pomocou ktorého na riešenie problému dostáva odpoveď – výstupnú informáciu.

Schéma znázornená na obrázku je všeobecná schéma spracovania informácií, ktorá nezávisí od toho, kto (alebo čo) je vykonávateľom spracovania: živý organizmus alebo technický systém. Práve táto schéma je implementovaná technickými prostriedkami v počítači. Preto môžeme povedať, že počítač je technickým modelom „živého“ systému spracovania informácií. Zahŕňa všetky hlavné komponenty systému spracovania: procesor, pamäť, vstupné zariadenia, výstupné zariadenia (pozri „ Počítačové zariadenie” 2).

Vyvolajú sa vstupné informácie prezentované v symbolickej forme (znaky, písmená, čísla, signály). vstupné Data. Výsledkom spracovania zo strany umelca, výkon. Vstupnými a výstupnými dátami môže byť množina hodnôt - jednotlivé dátové prvky. Ak spracovanie spočíva v matematických výpočtoch, potom sú vstupnými a výstupnými údajmi množiny čísel. Nasledujúci obrázok X: {X 1, X 2, …, xn) označuje množinu vstupných údajov a Y: {r 1, r 2, …, ym) - sada výstupných údajov:

Schéma spracovania údajov

Spracovanie je transformovať súbor X do množstva Y:

P( X) Y

Tu R označuje pravidlá spracovania, ktoré používa výkonný umelec. Ak je vykonávateľom spracúvania informácií osoba, potom pravidlá spracúvania, podľa ktorých koná, nie sú vždy formálne a jednoznačné. Človek často koná kreatívne, nie formálne. Dokonca aj tie isté matematické problémy sa dajú riešiť rôznymi spôsobmi. Práca novinára, vedca, prekladateľa a iných špecialistov je tvorivá práca s informáciami, ktoré sa neriadia formálnymi pravidlami.

Na určenie formalizovaných pravidiel, ktoré určujú postupnosť krokov spracovania informácií, počítačová veda používa koncept algoritmu (pozri „ Algoritmus" 2). Pojem algoritmu v matematike je spojený so známou metódou na výpočet najväčšieho spoločného deliteľa (GCD) dvoch prirodzených čísel, ktorá sa nazýva Euklidov algoritmus. Vo verbálnej forme to možno opísať takto:

1. Ak sú dve čísla rovnaké, vezmite ich spoločnú hodnotu ako GCD, inak prejdite na krok 2.

2. Ak sa čísla líšia, nahraďte väčšie z nich rozdielom medzi väčším a menším z čísel. Vráťte sa na krok 1.

Tu sú vstupom dve prirodzené čísla - X 1 a X 2. Výsledok Y je ich najväčším spoločným deliteľom. Pravidlo ( R) je Euklidov algoritmus:

Euklidov algoritmus ( X 1, X 2) Y

Takýto formalizovaný algoritmus sa dá ľahko naprogramovať pre moderný počítač. Počítač je univerzálnym vykonávateľom spracovania údajov. Formalizovaný algoritmus spracovania je prezentovaný vo forme programu umiestneného v pamäti počítača. Pre počítač pravidlá spracovania ( R) - Tento program.

Smernice

Pri vysvetľovaní témy „Spracovanie informácií“ je potrebné uviesť príklady spracovania, ktoré súvisia so získavaním nových informácií a súvisia so zmenou formy prezentácie informácií.

Prvý typ spracovania: spracovanie spojené so získavaním nových informácií, nového obsahu poznatkov. Tento typ spracovania zahŕňa riešenie matematických úloh. Rovnaký typ spracovania informácií zahŕňa riešenie rôznych problémov pomocou logického uvažovania. Napríklad vyšetrovateľ na základe určitého súboru dôkazov nájde zločinca; osoba, ktorá analyzuje okolnosti, rozhodne o svojom ďalšom konaní; vedec rieši záhadu starých rukopisov atď.

Druhý typ spracovania: spracovanie spojené so zmenou formy, ale bez zmeny obsahu. Tento typ spracovania informácií zahŕňa napríklad preklad textu z jedného jazyka do druhého: forma sa mení, ale obsah musí byť zachovaný. Dôležitým typom spracovania pre informatiku je kódovanie. Kódovanie- toto je transformácia informácií do symbolickej podoby vhodnej na ich uchovávanie, prenos, spracovanie(cm." Kódovanie” 2).

Ako druhý typ spracovania možno zaradiť aj štruktúrovanie údajov. Štruktúrovanie je spojené so zavedením určitého poriadku, určitej organizácie v ukladaní informácií. Usporiadanie údajov v abecednom poradí, zoskupenie podľa niektorých kritérií klasifikácie, použitie tabuľkového alebo grafického znázornenia, to všetko sú príklady štruktúrovania.

Špeciálnym typom spracovania informácií je Vyhľadávanie. Úloha vyhľadávania je zvyčajne formulovaná takto: existuje určité úložisko informácií - informačné pole(telefónny zoznam, slovník, grafikon vlakov a pod.), musíte si v ňom nájsť potrebné informácie, ktoré spĺňajú určité vyhľadávané výrazy(telefónne číslo tejto organizácie, preklad tohto slova do angličtiny, čas odchodu tohto vlaku). Algoritmus vyhľadávania závisí od spôsobu organizácie informácií. Ak sú informácie štruktúrované, vyhľadávanie je rýchlejšie, možno ho optimalizovať (pozri „ Vyhľadávanie údajov“ 2).

V kurze propedeutickej informatiky sú populárne problémy „čiernej skrinky“. Vykonávateľ spracovania sa považuje za „čiernu skrinku“, t.j. systém, ktorého vnútornú organizáciu a mechanizmus nepoznáme. Úlohou je uhádnuť pravidlo spracovania údajov (P), ktoré interpret implementuje.

Vykonávateľ spracovania vypočíta priemernú hodnotu vstupných hodnôt: Y = (X 1 + X 2)/2

Na vstupe - slovo v ruštine, na výstupe - počet samohlások.

Najhlbšie zvládnutie problematiky spracovania informácií nastáva pri štúdiu algoritmov pre prácu s veličinami a programovanie (na základnej a strednej škole). Vykonávateľom spracovania informácií je v tomto prípade počítač a všetky možnosti spracovania sú vložené do programovacieho jazyka. Programovanie existuje popis pravidiel spracovania vstupných údajov za účelom získania výstupných údajov.

Študenti by mali dostať dva typy úloh:

Priama úloha: vytvoriť algoritmus (program) na riešenie problému;

Inverzný problém: vzhľadom na algoritmus je potrebné určiť výsledok jeho vykonania sledovaním algoritmu.

Pri riešení inverznej úlohy sa študent stavia do pozície spracovateľa, ktorý krok za krokom vykonáva algoritmus. Výsledky vykonania v každom kroku by sa mali prejaviť v tabuľke sledovania.

8. Prenos informácií

Komponenty procesu prenosu informácií

K prenosu informácií dochádza od zdroja k príjemcovi (príjemcovi) informácie. zdroj informácia môže byť čokoľvek: akýkoľvek predmet alebo jav živej alebo neživej prírody. Proces prenosu informácií prebieha v nejakom hmotnom prostredí, ktoré oddeľuje zdroj a príjemcu informácie, čo je tzv kanál prenos informácií. Informácie sa prenášajú kanálom vo forme určitej sekvencie signálov, symbolov, znakov, ktoré sa nazývajú správu. Príjemca informácia je objekt, ktorý prijíma správu, v dôsledku čoho dochádza k určitým zmenám v jeho stave. Všetko vyššie uvedené je schematicky znázornené na obrázku.

Prenos informácií

Človek prijíma informácie zo všetkého, čo ho obklopuje, prostredníctvom zmyslov: sluch, zrak, čuch, hmat, chuť. Najväčšie množstvo informácií dostáva človek sluchom a zrakom. Zvukové správy sú vnímané sluchom – akustické signály v súvislom médiu (najčastejšie vo vzduchu). Zrak vníma svetelné signály, ktoré nesú obraz predmetov.

Nie každá správa je pre človeka informatívna. Napríklad správa v nezrozumiteľnom jazyku, aj keď je prenesená osobe, neobsahuje pre ňu informácie a nemôže spôsobiť primerané zmeny v jej stave (pozri „ informácie").

Informačný kanál môže byť buď prírodného charakteru (atmosférický vzduch, cez ktorý sa prenášajú zvukové vlny, slnečné svetlo odrážané od pozorovaných objektov), ​​alebo môže byť vytvorený umelo. V druhom prípade hovoríme o technických komunikačných prostriedkoch.

Technické informačné systémy na prenos

Prvým technickým prostriedkom prenosu informácií na diaľku bol telegraf, ktorý v roku 1837 vynašiel Američan Samuel Morse. V roku 1876 vynašiel Američan A. Bell telefón. Na základe objavu elektromagnetických vĺn nemeckým fyzikom Heinrichom Hertzom (1886), A.S. Popov v Rusku v roku 1895 a takmer súčasne s ním v roku 1896 G. Marconi v Taliansku bolo vynájdené rádio. Televízia a internet sa objavili v dvadsiatom storočí.

Všetky uvedené technické spôsoby komunikácie informácií sú založené na prenose fyzického (elektrického alebo elektromagnetického) signálu na diaľku a podliehajú určitým všeobecným zákonom. Štúdium týchto zákonov je teória komunikácie ktorý sa objavil v 20. rokoch 20. storočia. Matematický aparát teórie komunikácie - matematická teória komunikácie, ktorý vyvinul americký vedec Claude Shannon.

Claude Elwood Shannon (1916 – 2001), USA

Claude Shannon navrhol model procesu prenosu informácií prostredníctvom technických komunikačných kanálov, reprezentovaný diagramom.

Systém prenosu technických informácií

Kódovanie tu znamená akúkoľvek transformáciu informácie pochádzajúcej zo zdroja do formy vhodnej na jej prenos cez komunikačný kanál. Dekódovanie - inverzná transformácia signálnej sekvencie.

Fungovanie takejto schémy možno vysvetliť známym procesom telefonovania. Zdrojom informácií je hovoriaca osoba. Kodér je mikrofón slúchadla, ktorý premieňa zvukové vlny (reč) na elektrické signály. Komunikačným kanálom je telefónna sieť (drôty, prepínače telefónnych uzlov, cez ktoré prechádza signál). Dekódovacím zariadením je slúchadlo (slúchadlo) počúvajúcej osoby - prijímača informácií. Tu sa prichádzajúci elektrický signál premieňa na zvuk.

Na rovnakom princípe fungujú aj moderné počítačové systémy na prenos informácií – počítačové siete. Existuje proces kódovania, ktorý konvertuje binárny počítačový kód na fyzický signál typu, ktorý sa prenáša cez komunikačný kanál. Dekódovanie je spätná transformácia prenášaného signálu na počítačový kód. Napríklad pri používaní telefónnych liniek v počítačových sieťach funkcie kódovania a dekódovania vykonáva zariadenie nazývané modem.

Kapacita kanála a rýchlosť prenosu informácií

Vývojári systémov prenosu technických informácií musia vyriešiť dve vzájomne súvisiace úlohy: ako zabezpečiť najvyššiu rýchlosť prenosu informácií a ako znížiť straty informácií pri prenose. Claude Shannon bol prvým vedcom, ktorý sa chopil riešenia týchto problémov a vytvoril na tú dobu novú vedu - informačnej teórie.

K.Shannon určil metódu merania množstva informácií prenášaných komunikačnými kanálmi. Predstavili koncept šírka pásma kanála,ako maximálnu možnú rýchlosť prenosu informácií. Táto rýchlosť sa meria v bitoch za sekundu (rovnako ako v kilobitoch za sekundu, megabitoch za sekundu).

Priepustnosť komunikačného kanála závisí od jeho technickej implementácie. Napríklad počítačové siete používajú tieto komunikačné prostriedky:

telefónne linky,

Pripojenie elektrického kábla,

optická kabeláž,

Rádiová komunikácia.

Priepustnosť telefónnych liniek - desiatky, stovky Kbps; priepustnosť liniek z optických vlákien a rádiových komunikačných liniek sa meria v desiatkach a stovkách Mbps.

Hluk, ochrana pred hlukom

Pojem „šum“ označuje rôzne druhy rušenia, ktoré skresľuje prenášaný signál a vedie k strate informácií. K takémuto rušeniu dochádza predovšetkým z technických príčin: nízka kvalita komunikačných liniek, neistota medzi sebou navzájom rôznych informačných tokov prenášaných rovnakými kanálmi. Niekedy počas telefonovania počujeme hluk, praskanie, ktoré sťažuje pochopenie partnera, alebo rozhovor úplne iných ľudí prekrýva náš rozhovor.

Prítomnosť šumu vedie k strate prenášaných informácií. V takýchto prípadoch je potrebná ochrana proti hluku.

V prvom rade sa používajú technické metódy na ochranu komunikačných kanálov pred účinkami hluku. Napríklad použitie tieneného kábla namiesto holého drôtu; použitie rôznych druhov filtrov, ktoré oddeľujú užitočný signál od šumu atď.

Claude Shannon vyvinul teória kódovania, ktorá poskytuje metódy na riešenie hluku. Jednou z dôležitých myšlienok tejto teórie je, že kód prenášaný cez komunikačnú linku musí byť nadbytočný. Vďaka tomu môže byť kompenzovaná strata niektorej časti informácie počas prenosu. Napríklad, ak vás pri telefonovaní ťažko počujete, potom dvojitým opakovaním každého slova máte väčšiu šancu, že vám partner správne porozumie.

Redundanciu však nemôžete urobiť príliš veľkou. To povedie k oneskoreniam a vyšším nákladom na komunikáciu. Teória kódovania vám umožňuje získať kód, ktorý bude optimálny. V tomto prípade bude redundancia prenášaných informácií minimálna možná a spoľahlivosť prijatých informácií bude maximálna.

V moderných digitálnych komunikačných systémoch sa na boj proti strate informácií počas prenosu často používa nasledujúca technika. Celá správa je rozdelená na časti - balíkov. Pre každý balík sa počíta kontrolná suma(súčet binárnych číslic), ktorý sa prenáša s týmto paketom. V mieste príjmu sa prepočíta kontrolný súčet prijatého paketu a ak sa nezhoduje s pôvodným súčtom, prenos tohto paketu sa zopakuje. Toto bude pokračovať, kým sa nezhodujú počiatočné a konečné kontrolné súčty.

Smernice

Vzhľadom na prenos informácií v kurzoch propedeutiky a základnej informatiky by sa táto téma mala v prvom rade rozoberať z pozície človeka ako príjemcu informácií. Schopnosť prijímať informácie z okolitého sveta je najdôležitejšou podmienkou existencie človeka. Ľudské zmyslové orgány sú informačné kanály ľudského tela, ktoré zabezpečujú spojenie človeka s vonkajším prostredím. Na tomto základe sa informácie delia na vizuálne, sluchové, čuchové, hmatové a chuťové. Zdôvodnenie toho, že chuť, čuch a dotyk prenášajú k človeku informácie, je nasledovné: pamätáme si vône známych predmetov, chuť známeho jedla, známe predmety rozpoznávame hmatom. A obsahom našej pamäte sú uložené informácie.

Žiakom treba povedať, že vo svete zvierat je informačná úloha zmyslov odlišná od ľudskej. Čuch plní pre zvieratá dôležitú informačnú funkciu. Zvýšený čuch služobných psov využívajú orgány činné v trestnom konaní na pátranie po zločincoch, odhaľovanie drog a pod. Zrakové a zvukové vnímanie zvierat sa líši od vnímania ľudí. Napríklad je známe, že netopiere počujú ultrazvuk a mačky vidia v tme (z ľudského pohľadu).

V rámci tejto témy by študenti mali vedieť uviesť konkrétne príklady procesu prenosu informácií, určiť pre tieto príklady zdroj, príjemcu informácie a kanály používané na prenos informácií.

Pri štúdiu informatiky na strednej škole by sa študenti mali zoznámiť so základnými ustanoveniami technickej teórie komunikácie: pojmami kódovanie, dekódovanie, rýchlosť prenosu informácií, kapacita kanála, hluk, ochrana pred hlukom. Tieto otázky je možné posudzovať v rámci témy „Technické prostriedky počítačových sietí“.

9. Reprezentácia čísel

Čísla v matematike

Číslo je najdôležitejším pojmom matematiky, ktorý sa vyvíjal a vyvíjal počas dlhého obdobia ľudskej histórie. Ľudia pracovali s číslami už od staroveku. Spočiatku človek operoval iba s kladnými celými číslami, ktoré sa nazývajú prirodzené čísla: 1, 2, 3, 4, ... Dlho panoval názor, že existuje najväčšie číslo, „viac ako toto dokáže ľudská myseľ rozumieť“ (ako písali v staroslovienskych matematických pojednaniach) .

Rozvoj matematickej vedy viedol k záveru, že neexistuje najväčší počet. Z matematického hľadiska je rad prirodzených čísel nekonečný, t.j. nie je obmedzený. S príchodom konceptu záporného čísla v matematike (R. Descartes, XVII. storočie v Európe; v Indii oveľa skôr) sa ukázalo, že množina celých čísel je neobmedzená ako „vľavo“, tak „vpravo“. Matematická množina celých čísel je diskrétna a neobmedzená (nekonečná).

Pojem reálne (alebo reálne) číslo zaviedol do matematiky Isaac Newton v 18. storočí. Z matematického hľadiska množina reálnych čísel je nekonečná a spojitá. Zahŕňa veľa celých čísel a nekonečný počet necelých čísel. Medzi ľubovoľnými dvoma bodmi na číselnej osi leží nekonečná množina reálnych čísel. Pojem reálne číslo je spojený s myšlienkou spojitej číselnej osi, ktorej akýkoľvek bod zodpovedá skutočnému číslu.

Celočíselná reprezentácia

V pamäti počítača čísla sú uložené v binárnej číselnej sústave(cm." Číselné sústavy“2). Existujú dve formy reprezentácie celých čísel v počítači: celé čísla bez znamienka a celé čísla so znamienkom.

Celé čísla bez znamienka - toto je množina kladných čísel v rozsahu, kde k- toto je bitová hĺbka pamäťovej bunky pridelenej číslu. Napríklad, ak je pamäťová bunka s veľkosťou 16 bitov (2 bajty) alokovaná pre celé číslo, potom najväčšie číslo bude:

V desiatkovej sústave to zodpovedá: 2 16 - 1 \u003d 65 535

Ak sú všetky číslice bunky nuly, bude to nula. Do 16-bitovej bunky sa teda umiestni 2 16 = 65 536 celých čísel.

Celé čísla so znamienkom je množina kladných a záporných čísel v rozsahu[–2 k–1 , 2 k-jedenásť]. Napríklad kedy k= rozsah reprezentácie 16 celých čísel: [–32768, 32767]. Najvyšší rád pamäťovej bunky ukladá znamienko čísla: 0 - kladné číslo, 1 - záporné číslo. Najväčšie kladné číslo 32 767 má nasledovné zastúpenie:

Napríklad desiatkové číslo 255 po prevedení na binárne a vložení do 16-bitovej pamäťovej bunky bude mať nasledujúcu internú reprezentáciu:

Záporné celé čísla sú reprezentované dvojkovým doplnkom. Dodatočný kód kladné číslo N- toto je je jeho binárna reprezentácia, ktorá sa po pridaní do číselného kódu N dáva hodnotu 2 k. Tu k- počet bitov v pamäťovej bunke. Napríklad dodatočný kód pre číslo 255 by bol:

Toto je znázornenie záporného čísla -255. Pridajme kódy čísel 255 a -255:

Ten v najvyššom poradí „vypadol“ z bunky, takže súčet sa ukázal ako nula. Ale takto by to malo byť: N + (–N) = 0. Procesor počítača vykoná operáciu odčítania ako sčítanie s doplnkovým kódom odčítaného čísla. V tomto prípade pretečenie bunky (prekročenie limitných hodnôt) nespôsobí prerušenie vykonávania programu. Túto okolnosť musí programátor poznať a brať do úvahy!

Formát na reprezentáciu reálnych čísel v počítači sa nazýva formát s pohyblivou rádovou čiarkou. Reálne číslo R reprezentovaný ako produkt mantisy m na základe číselného systému n do istej miery p, ktorá sa nazýva objednávka: R= m ? np.

Reprezentácia čísla vo forme s pohyblivou rádovou čiarkou je nejednoznačná. Napríklad pre desatinné číslo 25.324 platia nasledujúce rovnosti:

25,324 = 2,5324? 101 = 0,0025324? 10 4 \u003d 2532,4? 10-2 atď.

Aby sme sa vyhli nejasnostiam, dohodli sme sa na použití počítača normalizovaná reprezentácia čísla vo forme s pohyblivou rádovou čiarkou. Mantisa v normalizovanom zobrazení musí spĺňať podmienku: 0,1 nm < 1 n. Inými slovami, mantisa je menšia ako jedna a prvá platná číslica nie je nula. V niektorých prípadoch sa stav normalizácie berie takto: 1 n m < 10 n .

AT pamäť počítača mantisa reprezentované ako celé číslo obsahujúce iba platné číslice(0 celých čísel a čiarok sa neukladá). Preto je vnútorná reprezentácia reálneho čísla redukovaná na reprezentáciu dvojice celých čísel: mantisa a exponent.

Rôzne typy počítačov používajú rôzne spôsoby reprezentácie čísel vo forme s pohyblivou rádovou čiarkou. Zvážte jeden z variantov vnútornej reprezentácie reálneho čísla v štvorbajtovej pamäťovej bunke.

Bunka musí obsahovať nasledujúce informácie o čísle: znamienko čísla, exponent a významné číslice mantisy.

Znamienko čísla je uložené v najvýznamnejšom bite 1. bajtu: 0 znamená plus, 1 znamená mínus. Zostávajúcich 7 bitov prvého bajtu obsahuje strojový poriadok. Nasledujúce tri bajty ukladajú významné číslice mantisy (24 bitov).

Binárne čísla v rozsahu od 0000000 do 1111111 sú umiestnené v siedmich binárnych čísliciach, čo znamená, že strojové poradie sa pohybuje v rozsahu od 0 do 127 (v desiatkovej sústave). Celkovo je k dispozícii 128 hodnôt. Objednávka, samozrejme, môže byť kladná alebo záporná. Je rozumné rozdeliť týchto 128 hodnôt rovnomerne medzi kladné a záporné hodnoty poradia: od -64 do 63.

Strojové poradie zaujatý vo vzťahu k matematickému a má len kladné hodnoty. Offset je zvolený tak, aby minimálna matematická hodnota objednávky zodpovedala nule.

Vzťah medzi strojovým poradím (Mp) a matematickým poradím (p) v posudzovanom prípade vyjadruje vzorec: Mp = p + 64.

Výsledný vzorec je zapísaný v desiatkovej sústave. V binárnom systéme vzorec vyzerá takto: Mp 2 = p 2 + 100 0000 2 .

Ak chcete napísať internú reprezentáciu reálneho čísla, musíte:

1) preložiť modul daného čísla do binárneho číselného systému s 24 platnými číslicami,

2) normalizovať binárne číslo,

3) nájdite strojové poradie v binárnom systéme,

4) berúc do úvahy znamienko čísla, napíšte jeho reprezentáciu do štvorbajtového strojového slova.

Príklad. Napíšte internú reprezentáciu čísla 250,1875 vo forme s pohyblivou rádovou čiarkou.

1. Preložme to do binárnej číselnej sústavy s 24 platnými číslicami:

250,1875 10 = 11111010,0011000000000000 2 .

2. Napíšme v tvare normalizovaného binárneho čísla s pohyblivou rádovou čiarkou:

0,11111010001100000000000 H 10 2 1000.

Tu je mantisa, základ číselného systému
(2 10 \u003d 10 2) a poradie (8 10 \u003d 1000 2) sú zapísané binárne.

3. Vypočítajte strojové poradie v dvojkovej sústave:

MP2 = 1000 + 100 0000 = 100 1000.

4. Zapíšme si znázornenie čísla do štvorbajtovej pamäťovej bunky s prihliadnutím na znamienko čísla

Hexadecimálny tvar: 48FA3000.

Rozsah reálnych čísel je oveľa širší ako rozsah celých čísel. Kladné a záporné čísla sú usporiadané symetricky okolo nuly. Preto sú maximálne a minimálne čísla rovnaké v absolútnej hodnote.

Najmenšie absolútne číslo je nula. Najväčšie číslo s pohyblivou rádovou čiarkou v absolútnej hodnote je číslo s najväčšou mantisou a najväčším exponentom.

Pre štvorbajtové strojové slovo by toto číslo bolo:

0,1111111111111111111111 10 2 1111111 .

Po prevode do desiatkovej číselnej sústavy dostaneme:

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

Ak je pri výpočte s reálnymi číslami výsledok mimo povoleného rozsahu, potom sa vykonávanie programu preruší. Stáva sa to napríklad pri delení nulou, alebo veľmi malým číslom blízkym nule.

Reálne čísla, ktorých bitová dĺžka mantisy presahuje počet bitov pridelených pre mantisu v pamäťovej bunke, sú v počítači reprezentované približne (s „orezanou“ mantisou). Napríklad racionálne desatinné číslo 0,1 v počítači bude reprezentované približne (zaokrúhlené), pretože v dvojkovej sústave má jeho mantisa nekonečný počet číslic. Dôsledkom tejto aproximácie je chyba strojových výpočtov s reálnymi číslami.

Počítač vykonáva výpočty s reálnymi číslami približne. Chyba takýchto výpočtov sa nazýva chyba strojového zaokrúhľovania.

Množina reálnych čísel, ktoré môžu byť presne reprezentované v pamäti počítača vo forme s pohyblivou rádovou čiarkou, je obmedzená a diskrétna. Diskrétnosť je dôsledkom obmedzeného počtu číslic mantisy, ako je uvedené vyššie.

Počet reálnych čísel, ktoré možno presne reprezentovať v pamäti počítača, možno vypočítať pomocou vzorca: N = 2 t · ( U – L+ 1) + 1. Tu t- počet binárnych číslic mantisy; U- maximálna hodnota matematického poriadku; L- minimálna hodnota objednávky. Pre vyššie uvedenú možnosť reprezentácie ( t = 24, U = 63,
L= -64) ukazuje sa: N = 2 146 683 548.

Smernice

Téma reprezentácie číselnej informácie v počítači je prítomná tak v štandarde pre ZŠ, ako aj pre SŠ.

Na základnej škole (základný kurz) stačí zvážiť reprezentáciu celých čísel v počítači. Štúdium tejto problematiky je možné až po oboznámení sa s témou „Číselné sústavy“. Okrem toho z princípov počítačovej architektúry by si študenti mali uvedomiť, že počítač pracuje s binárnou číselnou sústavou.

Vzhľadom na reprezentáciu celých čísel je potrebné venovať hlavnú pozornosť obmedzenému rozsahu celých čísel, spojeniu tohto rozsahu s kapacitou pridelenej pamäťovej bunky - k. Pre kladné čísla (bez znamienka): , pre kladné a záporné čísla (so znamienkom): [–2 k–1 , 2 k–1 – 1].

Získanie internej reprezentácie čísel by sa malo analyzovať pomocou príkladov. Potom by študenti analogicky mali takéto problémy riešiť samostatne.

Príklad 1 Získajte internú reprezentáciu celého čísla 1607 so znamienkom v dvojbajtovom pamäťovom mieste.

1) Preveďte číslo do dvojkovej sústavy: 1607 10 = 11001000111 2 .

2) Pridaním núl k 16 číslicam vľavo dostaneme vnútornú reprezentáciu tohto čísla v bunke:

Je žiaduce ukázať, ako sa pre komprimovanú formu tohto kódu používa hexadecimálna forma, ktorá sa získa nahradením každých štyroch binárnych číslic jednou hexadecimálnou číslicou: 0647 (pozri „ Číselné sústavy” 2).

Zložitejší je problém získania internej reprezentácie záporného celého čísla (– N) - doplnkový kód. Musíte študentom ukázať algoritmus tohto postupu:

1) získajte internú reprezentáciu kladného čísla N;

2) získajte návratový kód tohto čísla nahradením 0 1 a 1 0;

3) k výslednému číslu pridajte 1.

Príklad 2. Získajte internú reprezentáciu záporného celého čísla -1607 v dvojbajtovom pamäťovom mieste.

Je užitočné ukázať žiakom, ako vyzerá vnútorná reprezentácia najmenšieho záporného čísla. V dvojbajtovej bunke je to -32 768.

1) je ľahké previesť číslo 32 768 do binárneho číselného systému, pretože 32 768 = 2 15. Preto je v binárnom systéme:

1000000000000000

2) napíšte opačný kód:

0111111111111111

3) k tomuto binárnemu číslu pridáme jednotku, dostaneme

Ten v prvom bite znamená znamienko mínus. Netreba si myslieť, že prijatý kód je mínus nula. To je -32 768 vo forme dvoch doplnkov. Toto sú pravidlá pre strojové znázornenie celých čísel.

Po ukázaní tohto príkladu nechajte študentov, aby sami dokázali, že sčítaním číselných kódov 32767 + (-32768) vznikne číselný kód -1.

Podľa normy by sa zobrazovanie reálnych čísel malo študovať na strednej škole. Pri štúdiu informatiky v 10. – 11. ročníku na základnej úrovni stačí študentom povedať o hlavných vlastnostiach počítača s reálnymi číslami: o obmedzenom rozsahu a prerušení programu, keď ho prekročí; o chybe strojových výpočtov s reálnymi číslami, že počítač vykonáva výpočty s reálnymi číslami pomalšie ako s celými.

Štúdium na úrovni profilu si vyžaduje podrobnú analýzu toho, ako reprezentovať reálne čísla vo formáte s pohyblivou rádovou čiarkou, analýzu funkcií vykonávania výpočtov na počítači s reálnymi číslami. Veľmi dôležitým problémom je tu odhad chyby výpočtu, varovanie pred stratou hodnoty, pred prerušením programu. Podrobný materiál o týchto otázkach je k dispozícii v školiacej príručke.

10. Číselná sústava

číselný systém - toto je spôsob reprezentácie čísel a zodpovedajúce pravidlá pre prácu s číslami. Rôzne číselné sústavy, ktoré existovali predtým a používajú sa dnes, možno rozdeliť na nepozičné a pozičné. Znaky používané pri písaní čísel, sa volajú čísla.

AT nepozičné číselné sústavy hodnota číslice nezávisí od jej pozície v čísle.

Príkladom nepozičnej číselnej sústavy je rímska sústava (rímske číslice). V rímskom systéme sa latinské písmená používajú ako čísla:

Príklad 1. Číslo CCXXXII pozostáva z dvesto, troch desiatok a dvoch jednotiek a rovná sa dvesto tridsiatim dvojkám.

Rímske číslice sa píšu zľava doprava v zostupnom poradí. V tomto prípade sa ich hodnoty pripočítajú. Ak je vľavo napísané menšie číslo a vpravo veľké číslo, ich hodnoty sa odpočítajú.

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

MCMXCVIII = 1000 + (-100 + 1000) +

+ (–10 + 100) + 5 + 1 + 1 + 1 = 1998.

AT pozičné číselné sústavy hodnota označená číslicou v číselnom zápise závisí od jeho polohy. Počet použitých číslic sa nazýva základ pozičného číselného systému.

Číselný systém používaný v modernej matematike je pozičná desiatková sústava. Jeho základom je desať, pretože Akékoľvek čísla sa píšu pomocou desiatich číslic:

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

Pozičnú povahu tohto systému je ľahké pochopiť na príklade akéhokoľvek viacciferného čísla. Napríklad v čísle 333 prvé tri znamenajú tristo, druhé - tri desiatky, tretie - tri jednotky.

Zápis čísel v polohovej sústave so základňou n treba mať abeceda od nčíslic. Zvyčajne pre toto n < 10 используют n prvé arabské číslice a n> 10 písmen sa pridáva k desiatim arabským číslicam. Tu sú príklady abecedy z niekoľkých systémov:

Ak je potrebné uviesť základ systému, do ktorého číslo patrí, potom je tomuto číslu priradený dolný index. Napríklad:

1011012, 36718, 3B8F16.

V základnom číselnom systéme q (q-árna číselná sústava) jednotky číslic sú postupné mocniny čísla q. q jednotky ľubovoľnej kategórie tvoria jednotku nasledujúcej kategórie. Ak chcete napísať číslo q-vyžaduje sa sústava čísel q rôzne znaky (čísla) predstavujúce čísla 0, 1, ..., q– 1. Napísanie čísla q v q-árna číselná sústava má tvar 10.

Rozšírená forma zápisu čísla

Nechaj Aq- číslo v základnom systéme q, ai -číslice danej číselnej sústavy prítomné v zápise čísla A, n+ 1 - počet číslic celej časti čísla, m- počet číslic zlomkovej časti čísla:

Rozšírený tvar čísla ALE sa nazýva záznam v tvare:

Napríklad pre desatinné číslo:

Nasledujúce príklady zobrazujú rozšírenú formu hexadecimálnych a binárnych čísel:

V akejkoľvek číselnej sústave sa jej základ zapíše ako 10.

Ak sú všetky členy v rozšírenej forme nedesiatkového čísla uvedené v desiatkovej sústave a výsledný výraz sa vypočíta podľa pravidiel desiatkovej aritmetiky, získa sa číslo v desiatkovej sústave, ktoré sa rovná uvedenému. Podľa tohto princípu sa vykonáva prevod z nedesiatkovej sústavy na desiatkovú. Napríklad prevod vyššie napísaných čísel do desiatkovej sústavy sa vykonáva takto:

Prevod desatinných čísel do iných číselných sústav

Preklad celého čísla

celé desiatkové číslo X je potrebné preniesť do systému so základňou q: X = (a n a n-1 …a 1 a 0) q. Nájdite významné číslice čísla: . Predstavme si číslo v rozšírenej forme a vykonajte identickú transformáciu:

Odtiaľto je jasné, že a 0 je zvyšok po vydelení čísla X za číslo q. Výraz v zátvorkách je celočíselný kvocient tohto delenia. Označme to ako X 1. Vykonaním podobných transformácií dostaneme:

v dôsledku toho a 1 je zvyšok divízie X 1 na q. Pokračujúc v delení so zvyškom, dostaneme postupnosť číslic požadovaného čísla. číslo an v tomto reťazci divízií bude posledný súkromný, menší q.

Sformulujme výsledné pravidlo: pre na prevod celého desatinného čísla do číselnej sústavy s iným základom potrebujete:

1) vyjadriť základ nového číselného systému v desiatkovej číselnej sústave a vykonať všetky následné akcie podľa pravidiel desiatkovej aritmetiky;

2) sekvenčne delíme dané číslo a výsledné parciálne podiely základom novej číselnej sústavy, až kým nedostaneme neúplný podiel menší ako deliteľ;

3) prijaté zvyšky, ktoré sú číslicami čísla v novej číselnej sústave, ich zosúladia s abecedou novej číselnej sústavy;

4) vytvorte číslo v novej číselnej sústave a zapíšte ho od posledného súkromného čísla.

Príklad 1. Preveďte číslo 37 10 do dvojkovej sústavy.

Na označenie čísel v zápise čísla používame symboliku: a 5 a 4 a 3 a 2 a 1 a 0

Preto: 37 10 = 100 10 l 2

Príklad 2. Preveďte desatinné číslo 315 na osmičkové a šestnástkové sústavy:

Z toho vyplýva: 315 10 = 473 8 = 13B 16. Pripomeňme, že 11 10 = B 16 .

Desatinné X < 1 требуется перевести в систему с основанием q: X = (0, a –1 a –2 … a-m+1 a–m) q . Nájdite významné číslice čísla: a –1 ,a –2 , …, a-m. Číslo predstavujeme v rozšírenej forme a vynásobíme ho q:

Odtiaľto je jasné, že a–1 X za číslo q. Označiť podľa X 1 zlomkovú časť produktu a vynásobte ho q:

v dôsledku toho a –2 je tam celá časť práce X 1 na číslo q. Pokračujúc v násobení, dostaneme postupnosť číslic. Teraz sformulujme pravidlo: aby ste mohli previesť desatinný zlomok na číselnú sústavu s iným základom, potrebujete:

1) postupne násobte dané číslo a výsledné zlomkové časti súčinu základom nového systému, kým sa zlomková časť súčinu nerovná nule alebo kým sa nedosiahne požadovaná presnosť reprezentácie čísla v novom číselnom systéme;

2) výsledné celočíselné časti súčinov, ktorými sú číslice čísla v novej číselnej sústave, ich privedú do súladu s abecedou novej číselnej sústavy;

3) vytvorte zlomkovú časť čísla v novej číselnej sústave, počnúc celočíselnou časťou prvého súčinu.

Príklad 3. Preveďte desatinné číslo 0,1875 na binárne, osmičkové a šestnástkové.

Tu je celá časť čísel v ľavom stĺpci a zlomková časť je v pravom stĺpci.

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

Preklad zmiešaných čísel obsahujúcich celé číslo a zlomkové časti sa vykonáva v dvoch fázach. Celé číslo a zlomkové časti pôvodného čísla sa prekladajú oddelene podľa zodpovedajúcich algoritmov. V konečnom zázname čísla v novom číselnom systéme je celá časť oddelená od zlomkovej čiarky (bodky).

Smernice

Téma „Číselné sústavy“ priamo súvisí s matematickou teóriou čísel. V školskom kurze matematiky sa však spravidla neštuduje. Potreba naštudovať si túto tému na kurze informatiky súvisí s tým, že čísla v pamäti počítača sú reprezentované v binárnej číselnej sústave a na externú reprezentáciu obsahu pamäte, pamäťových adries sa používajú šestnástkové alebo osmičkové sústavy. Ide o jednu z tradičných tém kurzu informatiky alebo programovania. Táto téma, ktorá súvisí s matematikou, prispieva aj k základnému matematickému vzdelaniu školákov.

Pre kurz informatiky je hlavným záujmom oboznámenie sa s binárnym číselným systémom. Použitie binárnej číselnej sústavy v počítači možno uvažovať v dvoch aspektoch: 1) binárne číslovanie, 2) binárna aritmetika, t.j. vykonávanie aritmetických výpočtov na binárnych číslach.

Binárne číslovanie

S binárnym číslovaním sa študenti stretávajú v téme „Reprezentácia textu v pamäti počítača“. Keď hovoríme o kódovacej tabuľke, učiteľ musí žiakov informovať, že vnútorným binárnym kódom znaku je jeho poradové číslo v systéme binárnych čísel. Napríklad číslo písmena S v tabuľke ASCII je 83. Osemmiestny binárny kód písmena S sa rovná hodnote tohto čísla v dvojkovej sústave: 01010011.

Binárne počítanie

Podľa princípu Johna von Neumanna počítač vykonáva výpočty v dvojkovej sústave. V rámci základného kurzu sa stačí obmedziť na výpočty s binárnymi celými číslami. Ak chcete vykonávať výpočty s viaccifernými číslami, musíte poznať pravidlá pre sčítanie a pravidlá pre násobenie jednociferných čísel. Tu sú pravidlá:

Princíp permutácie sčítania a násobenia funguje vo všetkých číselných sústavách. Techniky vykonávania výpočtov s viaccifernými číslami v dvojkovej sústave sú podobné ako v desiatkovej sústave. Inými slovami, procedúry sčítania, odčítania a násobenia „stĺpcom“ a delenia „rohom“ v dvojkovej sústave sa vykonávajú rovnakým spôsobom ako v desiatkovej sústave.

Zvážte pravidlá pre odčítanie a delenie binárnych čísel. Operácia odčítania je opakom sčítania. Z vyššie uvedenej tabuľky sčítania vyplývajú pravidlá odčítania:

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

Tu je príklad viacmiestneho odčítania:

Získaný výsledok je možné skontrolovať pripočítaním rozdielu k subtrahendu. Malo by ísť o klesajúci počet.

Delenie je inverzná operácia násobenia.
V žiadnej číselnej sústave nemôžete deliť 0. Výsledok delenia 1 sa rovná dividende. Delenie binárneho čísla číslom 102 posunie desatinnú čiarku o jedno miesto doľava, rovnako ako desatinné delenie číslom desať. Napríklad:

Delenie 100 posunie desatinnú čiarku o 2 miesta doľava atď. V základnom kurze nemôžete uvažovať o zložitých príkladoch delenia viachodnotových binárnych čísel. Aj keď schopní študenti sa s nimi dokážu vyrovnať, keď pochopia všeobecné princípy.

Reprezentácia informácií uložených v pamäti počítača v ich skutočnej binárnej forme je veľmi ťažkopádna kvôli veľkému počtu číslic. Ide o záznam takýchto informácií na papier alebo ich zobrazenie na obrazovke. Na tieto účely sa zvyčajne používajú zmiešané binárno-osmičkové alebo binárne-hexadecimálne systémy.

Existuje jednoduchý vzťah medzi binárnym a hexadecimálnym vyjadrením čísla. Pri preklade čísla z jedného systému do druhého zodpovedá jedna hexadecimálna číslica štvormiestnemu binárnemu kódu. Táto korešpondencia sa odráža v binárno-hexadecimálnej tabuľke:

Binárna hexadecimálna tabuľka

Takýto vzťah je založený na skutočnosti, že 16 = 2 4 a počet rôznych štvorciferných kombinácií číslic 0 a 1 je 16: od 0000 do 1111. Preto prevod čísel zo šestnástkovej sústavy na dvojkovú a naopak sa vykonáva formálnou konverziou pomocou binárno-hexadecimálnej tabuľky.

Tu je príklad prekladu 32-bitového binárneho kódu do hexadecimálneho systému:

1011 1100 0001 0110 1011 1111 0010 1010 BC16BF2A

Ak je zadaná hexadecimálna reprezentácia interných informácií, potom je ľahké ich preložiť do binárneho kódu. Výhodou hexadecimálnej reprezentácie je, že je 4-krát kratšia ako binárna. Je žiaduce, aby si žiaci zapamätali binárno-hexadecimálnu tabuľku. Potom sa pre nich hexadecimálna reprezentácia stane ekvivalentnou binárnej.

V dvojkovej osmičke každá osmičková číslica zodpovedá trojici dvojkových číslic. Tento systém vám umožňuje zmenšiť binárny kód 3-krát.

11. Ukladanie informácií

Informácie si človek ukladá vo vlastnej pamäti, ako aj vo forme záznamov na rôznych externých (vo vzťahu k človeku) médiách: na kameni, papyruse, papieri, magnetických a optických médiách a pod. Vďaka takýmto záznamom sú informácie prenášané nielen v priestore (od človeka k človeku), ale aj v čase - z generácie na generáciu.

Rôzne pamäťové médiá

Informácie môžu byť uložené v rôznych formách: vo forme textov, vo forme obrázkov, diagramov, nákresov; vo forme fotografií, vo forme zvukových záznamov, vo forme filmových alebo video záznamov. V každom prípade sa používajú ich nosiče. Nosič - toto je materiálne médium používané na zaznamenávanie a uchovávanie informácií.

Medzi hlavné charakteristiky nosičov informácií patrí: objem informácií alebo hustota uloženia informácií, spoľahlivosť (trvanlivosť) uloženia.

Papierové médiá

Nosič s najmasovejším využitím je stále papier. Vynájdený v 2. storočí nášho letopočtu. v Číne papier slúžil ľuďom už 19 storočí.

Na porovnanie objemov informácií na rôznych médiách použijeme univerzálnu jednotku - byte, za predpokladu, že jeden znak textu "váži" 1 bajt. Kniha s 300 stranami s veľkosťou textu približne 2 000 znakov na stranu má informačný objem 600 000 bajtov alebo 586 kB. Informačný objem stredoškolskej knižnice, ktorého fond je 5000 zväzkov, je približne rovný 2861 MB = 2,8 GB.

Pokiaľ ide o trvanlivosť skladovania dokumentov, kníh a iných papierových výrobkov, veľmi závisí od kvality papiera, od farbív použitých na písanie textu a od podmienok skladovania. Zaujímavosťou je, že do polovice 19. storočia (odvtedy sa ako papierenská surovina začalo používať drevo) sa papier vyrábal z bavlny a textilného odpadu – handry. Atramenty boli prírodné farbivá. Kvalita ručne písaných dokumentov tej doby bola pomerne vysoká a mohli sa uchovávať tisíce rokov. S prechodom na drevený podklad, s rozšírením písacích a kopírovacích nástrojov, s použitím syntetických farbív sa trvanlivosť tlačených dokumentov znížila na 200 – 300 rokov.

Magnetické médiá

Magnetický záznam bol vynájdený v 19. storočí. Spočiatku sa magnetický záznam používal iba na zachovanie zvuku. Úplne prvým magnetickým záznamovým médiom bol oceľový drôt s priemerom do 1 mm. Začiatkom 20. storočia sa na tieto účely používala aj valcovaná oceľová páska. Kvalitatívne vlastnosti všetkých týchto nosičov boli veľmi nízke. Výroba 14-hodinového magnetického záznamu ústnych prezentácií na medzinárodnom kongrese v Kodani v roku 1908 si vyžiadala 2500 km, teda asi 100 kg drôtu.

V 20. rokoch 20. storočia sa objavil magnetická páska najskôr na papieri, neskôr na syntetickej (lavsanovej) báze, na ktorej povrchu je nanesená tenká vrstva feromagnetického prášku. V druhej polovici 20. storočia sa naučili nahrávať obraz na magnetickú pásku, objavili sa videokamery a videorekordéry.

Na počítačoch prvej a druhej generácie sa ako jediný typ vymeniteľného média pre externé pamäťové zariadenia používala magnetická páska. Približne 500 Kb informácií bolo umiestnených na jednom kotúči magnetickej pásky, ktorá sa používala v páskových mechanikách prvých počítačov.

Od začiatku 60. rokov 20. storočia počítač magnetické disky: hliníkový alebo plastový disk potiahnutý tenkou vrstvou magnetického prášku s hrúbkou niekoľkých mikrónov. Informácie na disku sú usporiadané pozdĺž kruhových sústredných dráh. Magnetické disky sú pevné a flexibilné, odnímateľné a zabudované do mechaniky počítača. Posledné menované sa tradične nazývajú pevné disky a vymeniteľné diskety sa nazývajú diskety.

Pevný disk počítača je balík magnetických diskov umiestnených na spoločnej osi. Informačná kapacita moderných pevných diskov sa meria v gigabajtoch – desiatkach a stovkách GB. Najbežnejší typ diskety s priemerom 3,5 palca pojme 2 MB dát. Diskety sa nedávno prestali používať.

Plastové karty sa v bankovom systéme rozšírili. Využívajú aj magnetický princíp zaznamenávania informácií, s ktorým pracujú bankomaty a pokladne, prepojené so systémom informačného bankovníctva.

Optické médiá

Použitie optického alebo laserového spôsobu zaznamenávania informácií sa začalo v 80. rokoch 20. storočia. Jeho vzhľad je spojený s vynálezom kvantového generátora - lasera, zdroja veľmi tenkého (hrúbka rádovo mikrón) lúča vysokej energie. Lúč je schopný vypáliť binárny kód dát s veľmi vysokou hustotou na povrch taviteľného materiálu. K čítaniu dochádza v dôsledku odrazu od takéhoto „perforovaného“ povrchu laserového lúča s menšou energiou („studený“ lúč). Vďaka vysokej hustote záznamu majú optické disky oveľa väčší objem informácií ako jednodiskové magnetické médiá. Informačná kapacita optického disku je od 190 do 700 MB. Optické disky sa nazývajú CD.

V druhej polovici 90. rokov sa objavili digitálne všestranné video disky (DVD). D digitálny V všestranný D isk) s veľkou kapacitou, meranou v gigabajtoch (až 17 GB). Nárast ich kapacity oproti CD je spôsobený použitím laserového lúča menšieho priemeru, ako aj dvojvrstvovým a obojstranným záznamom. Spomeňte si na príklad školskej knižnice. Celý jej knižný fond je možné umiestniť na jedno DVD.

V súčasnosti sú najspoľahlivejším materiálovým nosičom digitálne zaznamenaných informácií optické disky (CD - DVD). Tieto typy médií sú buď na jeden zápis – len na čítanie, alebo prepisovateľné – na čítanie a zápis.

Flash pamäť

V poslednej dobe sa objavilo množstvo mobilných digitálnych zariadení: digitálne fotoaparáty a videokamery, MP3 prehrávače, PDA, mobilné telefóny, čítačky elektronických kníh, GPS navigácie a mnohé ďalšie. Všetky tieto zariadenia vyžadujú prenosné pamäťové médiá. Ale keďže sú všetky mobilné zariadenia dosť miniatúrne, majú aj špeciálne požiadavky na pamäťové médiá. Musia byť kompaktné, mať nízku spotrebu energie počas prevádzky a byť energeticky nezávislé počas skladovania, mať veľkú kapacitu, vysokú rýchlosť zápisu a čítania a dlhú životnosť. Všetky tieto požiadavky sú splnené flash karty Pamäť. Objem informácií na flash karte môže byť niekoľko gigabajtov.

Ako externé médium pre počítač boli široko používané flash kľúčenky („flash disky“ - hovorovo sa im hovorí), ktorých vydanie sa začalo v roku 2001. Veľké množstvo informácií, kompaktnosť, vysoká rýchlosť čítania a zápisu, jednoduchosť použitia sú hlavné výhody týchto zariadení. Flash kľúčenka sa pripája k USB portu počítača a umožňuje sťahovať dáta rýchlosťou asi 10 Mb za sekundu.

"Nanonosiče"

V posledných rokoch sa aktívne pracuje na vytvorení ešte kompaktnejších nosičov informácií pomocou takzvaných „nanotechnológií“, pracujúcich na úrovni atómov a molekúl hmoty. Výsledkom je, že jediné CD vyrobené pomocou nanotechnológie môže nahradiť tisíce laserových diskov. Podľa odborníkov za približne 20 rokov stúpne hustota ukladania informácií do takej miery, že každú sekundu ľudského života možno zaznamenať na médium s objemom približne kubický centimeter.

Organizácia úložísk informácií

Informácie sa ukladajú na médiá, aby bolo možné ich prezerať, vyhľadávať potrebné informácie, potrebné dokumenty, dopĺňať a meniť, mazať údaje, ktoré stratili relevantnosť. Inými slovami, uložené informácie potrebuje človek, aby s nimi pracoval. Pohodlie práce s takýmito informačnými archívmi do veľkej miery závisí od toho, ako sú informácie usporiadané.

Možné sú dve situácie: buď údaje nie sú žiadnym spôsobom usporiadané (táto situácia sa niekedy nazýva halda), alebo údaje štruktúrovaný. S nárastom množstva informácií sa možnosť „hromada“ stáva čoraz neprijateľnejšou z dôvodu zložitosti jej praktického využitia (vyhľadávanie, aktualizácia atď.).

Slová „údaje sú štruktúrované“ znamenajú prítomnosť určitého poradia údajov v ich úložisku: v slovníku, rozvrhu, archíve, počítačovej databáze. Referenčné knihy, slovníky, encyklopédie zvyčajne využívajú lineárny abecedný princíp usporiadania (štruktúrovania) údajov.

Knižnice sú najväčším úložiskom informácií. Zmienky o prvých knižniciach pochádzajú zo 7. storočia pred Kristom. S vynálezom tlače v 15. storočí sa knižnice začali rozširovať do celého sveta. Knihovníctvo má stáročné skúsenosti s organizovaním informácií.

Na organizovanie a vyhľadávanie kníh v knižniciach sa vytvárajú katalógy: zoznamy knižného fondu. Prvý katalóg knižnice vznikol v známej Alexandrijskej knižnici v 3. storočí pred Kristom. Čitateľ si pomocou katalógu určí dostupnosť knihy, ktorú potrebuje v knižnici, a knihovník ju nájde v knižnom depozitári. Pri použití papierovej technológie je katalóg organizovaný súbor kartónových kariet s informáciami o knihách.

Existujú abecedné a systematické katalógy. AT abecedný katalógy sú karty usporiadané v abecednom poradí podľa mien autorov a formy lineárne(jednoúrovňový)dátová štruktúra. AT systematický katalógové lístky sú systematizované podľa obsahu kníh a formy hierarchická dátová štruktúra. Napríklad všetky knihy sú rozdelené na umelecké, vzdelávacie, vedecké. Náučná literatúra sa delí na školskú a univerzitnú. Knihy do školy sú rozdelené do tried atď.

V moderných knižniciach sa papierové katalógy nahrádzajú elektronickými. V tomto prípade vyhľadávanie kníh automaticky vykonáva informačný systém knižnice.

Dáta uložené na počítačových médiách (diskoch) majú organizáciu súborov. Súbor je ako kniha v knižnici. Podobne ako adresár knižnice aj operačný systém vytvára adresár na disku, ktorý je uložený na vyhradených stopách. Používateľ vyhľadá požadovaný súbor prezeraním adresára, po ktorom operačný systém nájde tento súbor na disku a poskytne ho používateľovi. Prvé diskové médium s malou kapacitou využívalo jednoúrovňovú štruktúru ukladania súborov. S príchodom veľkokapacitných pevných diskov sa začala používať hierarchická štruktúra organizácie súborov. Spolu s pojmom „súbor“ sa objavil aj pojem priečinok (pozri „ Súbory a súborový systém” 2).

Flexibilnejším systémom na organizáciu ukladania a získavania údajov sú počítačové databázy (pozri . “Databáza” 2).

Spoľahlivosť ukladania informácií

Problém spoľahlivosti ukladania informácií je spojený s dvoma typmi ohrozenia uložených informácií: zničením (stratou) informácií a krádežou alebo únikom dôverných informácií. Papierovým archívom a knižniciam vždy hrozil fyzický zánik. Zničenie Alexandrijskej knižnice v 1. storočí pred Kristom prinieslo civilizácii veľké škody, pretože väčšina kníh v nej existovala v jedinom exemplári.

Hlavným spôsobom ochrany informácií v papierových dokumentoch pred stratou je ich duplikácia. Použitie elektronických médií uľahčuje a zlacňuje duplikáciu. Prechod na nové (digitálne) informačné technológie však vytvoril nové problémy informačnej bezpečnosti. Pozrite si článok „ Ochrana dát” 2.

V procese štúdia predmetu informatika študenti získavajú určité vedomosti a zručnosti súvisiace s uchovávaním informácií.

Žiaci sa učia pracovať s tradičnými (papierovými) zdrojmi informácií. Štandard pre základnú školu uvádza, že žiaci sa musia naučiť pracovať s nepočítačovými zdrojmi informácií: príručky, slovníky, katalógy knižníc. K tomu by mali byť oboznámení so zásadami usporiadania týchto zdrojov a s metódami optimálneho vyhľadávania v nich. Keďže tieto vedomosti a zručnosti majú veľký všeobecný vzdelávací význam, je žiaduce poskytnúť ich študentom čo najskôr. V niektorých programoch kurzu propedeutická informatika sa tejto téme venuje veľká pozornosť.

Študenti musia ovládať techniky práce s vymeniteľnými počítačovými pamäťovými médiami. V posledných rokoch sa čoraz zriedkavejšie používajú magnetické diskety, ktoré boli nahradené priestrannými a rýchlymi flash médiami. Študenti by mali vedieť určiť informačnú kapacitu média, množstvo voľného miesta a porovnať s ním objem uložených súborov. Študenti by mali pochopiť, že optické disky sú najvhodnejším médiom na dlhodobé ukladanie veľkého množstva dát. Ak máte napaľovačku CD, naučte ich zapisovať súbory.

Dôležitým bodom školenia je vysvetlenie nebezpečenstiev, ktorým sú počítačové informácie vystavené od škodlivých programov – počítačových vírusov. Deti by sa mali naučiť základné pravidlá "počítačovej hygieny": vykonávať antivírusovú kontrolu všetkých novoprichádzajúcich súborov; pravidelne aktualizovať antivírusové databázy.

12. Jazyky

Definícia a klasifikácia jazykov

Jazyk - toto je určitý systém symbolickej reprezentácie informácií. V školskom slovníku informatiky, ktorý zostavil A.P. Ershov, uvádza sa nasledujúca definícia: „ Jazyk- súbor symbolov a súbor pravidiel, ktoré určujú, ako z týchto symbolov zostaviť zmysluplné správy". Keďže zmysluplná správa sa chápe ako informácia, táto definícia sa v podstate zhoduje s tou prvou.

Jazyky sú rozdelené do dvoch skupín: prirodzené a formálne. prirodzené jazyky- toto je historicky formované jazyky národnej reči. Väčšina moderných jazykov sa vyznačuje prítomnosťou ústnej a písomnej formy reči. Analýza prirodzených jazykov je väčšinou predmetom filologických vied, najmä lingvistiky. V informatike analýzu prirodzených jazykov vykonávajú odborníci v oblasti umelej inteligencie. Jedným z cieľov vývoja počítačového projektu piatej generácie je naučiť počítač rozumieť prirodzeným jazykom.

Formálne jazyky sú umelo vytvorené jazyky na profesionálne použitie. Zvyčajne majú medzinárodný charakter a majú písomnú formu. Príkladmi takýchto jazykov sú jazyk matematiky, jazyk chemických vzorcov, hudobná notácia - jazyk hudby atď.

S akýmkoľvek jazykom sú spojené nasledujúce pojmy: abeceda - veľa použitých symbolov; syntax- pravidlá písania jazykových konštruktov(text v jazyku); sémantika - sémantickej stránky jazykových konštrukcií; pragmatika - praktické dôsledky používania textu v danom jazyku.

Pre formálne jazyky charakterizované príslušnosťou k obmedzenému predmetná oblasť(matematika, chémia, hudba atď.). Účel formálneho jazyka - adekvátny popis systému pojmov a vzťahov, ktoré sú vlastné danej tematickej oblasti. Preto sú všetky vyššie uvedené zložky jazyka (abeceda, syntax a pod.) zamerané na špecifiká predmetnej oblasti. Jazyk sa môže rozvíjať, meniť a dopĺňať spolu s rozvojom jeho predmetu.

Prirodzené jazyky nie sú obmedzené vo svojej aplikácii, v tomto zmysle ich možno nazvať univerzálnymi. Vo vysoko špecializovaných oblastiach však nie je vždy vhodné používať iba prirodzený jazyk. V takýchto prípadoch sa ľudia uchyľujú k pomoci formálnych jazykov.

Sú známe príklady jazykov, ktoré sú v prechodnom stave medzi prirodzeným a formálnym. Jazyk Esperanto bol vytvorený umelo na komunikáciu medzi ľuďmi rôznych národností. ALE latinčina, ktorým v staroveku hovorili obyvatelia Rímskej ríše, sa v súčasnosti stal formálnym jazykom medicíny a farmakológie, ktorý stratil funkciu hovoreného jazyka.

Jazyky informatiky

Informácie obiehajúce v počítači sa delia na dva typy: spracované informácie (údaje) a informácie, ktoré riadia činnosť počítača (príkazy, programy, operátori).

Informácie prezentované vo forme vhodnej na ukladanie, prenos a spracovanie počítačom sa nazývajú údajov. Príklady údajov: čísla pri riešení matematického problému; sekvencie znakov pri spracovaní textu; obrázok vložený do počítača skenovaním, ktorý sa má spracovať. Spôsob, akým sú dáta reprezentované v počítači, sa nazýva jazyk prezentácie údajov.

Každý typ údajov má inú externú a internú reprezentáciu údajov. Vonkajší pohľad orientovaný na človeka, určuje typ údajov na výstupných zariadeniach: na obrazovke, na výtlačku. Vnútorné zastúpenie- toto je zobrazenie na pamäťových médiách v počítači, t.j. v pamäti, v líniách prenosu informácií. Počítač priamo pracuje s informáciami vo vnútornej reprezentácii a externá reprezentácia sa používa na komunikáciu s osobou.

V najvšeobecnejšom zmysle môžeme povedať, že jazyk na reprezentáciu počítačových údajov je jazyk binárneho kódu. Avšak z hľadiska vyššie uvedených vlastností, ktoré by mal mať každý jazyk: abecedu, syntax, sémantiku, pragmatiku, nemožno hovoriť o jednom spoločnom jazyku binárnych kódov. Jediné, čo má spoločné, je binárna abeceda: 0 a 1. Ale pre rôzne dátové typy sa pravidlá syntaxe a sémantiky jazyka vnútornej reprezentácie líšia. Rovnaká postupnosť binárnych číslic pre rôzne typy údajov má úplne iný význam. Napríklad binárny kód „0100000100101011“ v jazyku reprezentácie celého čísla označuje desiatkové číslo 16683 a v jazyku reprezentácie znakových údajov označuje dva znaky – „A+“. Touto cestou, rôzne typy údajov používajú rôzne jazyky vnútornej reprezentácie. Všetky majú binárnu abecedu, ale líšia sa interpretáciou sekvencií znakov.

Jazyky externej reprezentácie údajov sú zvyčajne blízke forme známej ľuďom: čísla sú reprezentované v desiatkovej sústave, pri písaní textov sa používajú abecedy prirodzených jazykov, tradičné matematické symboly atď.. Pri prezentácii dátových štruktúr je používa sa vhodná tabuľková forma (relačné databázy). Ale v tomto prípade vždy existujú určité pravidlá syntaxe a sémantiky jazyka, používa sa obmedzená množina platných symbolov.

Interný jazyk na reprezentáciu akcií s údajmi (jazyk na riadenie prevádzky počítača) je príkazový jazyk počítačového procesora. Externé jazyky na reprezentáciu akcií s údajmi zahŕňajú programovacie jazyky na vysokej úrovni, vstupné jazyky balíkov aplikácií, príkazové jazyky operačného systému, jazyky na manipuláciu s údajmi v DBMS atď.

Akýkoľvek programovací jazyk na vysokej úrovni zahŕňa prostriedky na reprezentáciu údajov – dátovú sekciu a prostriedky na reprezentáciu akcií na dátach – sekciu operátorov (pozri “ Programovacie jazyky“2). To isté platí pre ostatné typy počítačových jazykov uvedené vyššie.

Spomedzi formálnych jazykov vedy je počítačovej vede najbližšie jazyk matematiky.
Z mnohých matematických disciplín má v informatike najväčšie uplatnenie teória čísel a matematická logika.
V tejto súvislosti môžeme povedať, že témy číselných sústav (jazyk na reprezentáciu čísel) a základy matematickej logiky (jazyk logiky) súvisia so základnými základmi informatiky (pozri „ Číselné sústavy" a " Booleovské výrazy” 2).

Smernice

V kurzoch propedeutiky a základnej informatiky má konverzácia o jazykoch vo vzťahu k človeku veľký vzdelávací význam. Pojem „jazyk“, ktorý študenti poznajú, nadobúda v ich mysliach nový význam. Okolo tohto termínu je vybudovaný celý systém vedeckých konceptov. Pojem jazyk je jedným z najdôležitejších nosných konceptov kurzu informatiky.

Pri štúdiu každého nového IKT nástroja treba študentov upútať na skutočnosť, že na prácu s ním musí používateľ ovládať určitý formalizovaný jazyk, že jeho používanie si vyžaduje prísne dodržiavanie pravidiel jazyka: znalosť abecedy, syntaxe. , sémantika a pragmatika. Táto prísnosť je spôsobená skutočnosťou, že formalizované jazyky spravidla nemajú redundanciu. Preto každé porušenie pravidiel (použitie znaku, ktorý nie je zahrnutý v abecede, nesprávne použitie oddeľovačov, napr. čiarka namiesto bodky a pod.) vedie k chybe.

Študenti by mali venovať pozornosť zhodnosti niektorých jazykových konštruktov používaných v rôznych technológiách. Napríklad pravidlá pre písanie vzorcov v tabuľkových procesoroch a aritmetických výrazoch v programovacích jazykoch sú takmer rovnaké. Existujú aj rozdiely, ktorým by ste mali venovať pozornosť. Napríklad v programovacích jazykoch sú logické spojky (NOT, AND, OR) znakmi operácií a v tabuľkových procesoroch sú to názvy funkcií.

Na zjednodušenie práce používateľa v modernom softvéri sa často používajú rôzne druhy shellov, ktoré poskytujú pohodlné používateľské rozhranie. Študentom treba vysvetliť, že za týmito škrupinami sa spravidla skrýva určitý formalizovaný jazyk. Napríklad za grafickým shellom operačného systému Windows sa skrýva príkazový jazyk OS. Ďalší príklad: MS Access DBMS poskytuje používateľovi možnosť použiť návrhára tabuliek na vytvorenie databázy a návrhára dotazov na vytváranie dotazov. Za týmito vysokoúrovňovými nástrojmi sa však „skrýva“ SQL – univerzálny jazyk na popis údajov a manipuláciu s nimi. Prepnutím do príslušného režimu môžete ukázať, ako vyzerajú SQL príkazy generované ako výsledok práce s konštruktorom.

Bibliografia pre časť „Teoretické informácie“

1. Andreeva E.AT.,Bosová L.L.,Falina I.H. Matematické základy informatiky. Voliteľný kurz. M.: BINOM. Knowledge Lab, 2005.

2. Bešenkov S.ALE.,Rakitina E.ALE. Informatika. Systematický kurz. Učebnica pre 10. ročník. Moskva: Laboratórium základných znalostí, 2001, 57 s.

3.Wiener N. Kybernetika alebo riadenie a komunikácia vo zvierati a stroji. Moskva: Sovietsky rozhlas, 1968, 201 s.

4. Informatika. Úloha-workshop v 2 zväzkoch / Ed. I.G. Semakina, E.K. Henner. T. 1. M.: BINOM. Knowledge Lab, 2005.

5. Kuznetsov A.A., Beshenkov S.A., Rakitina E.A., Matveeva N.V., Milokhina L.V. Súvislý kurz informatiky (koncepcia, systém modulov, modelový program). Informatika a vzdelávanie, č.1,2005.

6. Matematický encyklopedický slovník. Rubrika: "Slovník školskej informatiky". M.: Sovietska encyklopédia, 1988.

7.Friedland A.ja. Informatika: procesy, systémy, zdroje. M.: BINOM. Knowledge Lab, 2003.

Všeobecný názov "dokumentácia", ktorý niekedy slúži ako synonymum pre výraz "ja.". V roku 1931 bol P. Otletom a belgickým právnikom a verejným činiteľom založený Medzinárodný Bibliografický inštitút. La Fontaine bola v roku 1895 premenovaná na Medzinárodný dokumentačný inštitút av roku 1938 na Medzinárodnú dokumentačnú federáciu, ktorá je aj naďalej hlavnou medzinárodnou organizáciou, ktorá združuje odborníkov v oblasti . a vedecká a informačná činnosť (pozri Documentation International Federation). V roku 1945 americký vedec a inžinier W. Bush publikoval The Possible Mechanism of Our Thinking, v ktorom sa po prvý raz široko otvorila otázka potreby mechanizácie získavania informácií. Medzinárodné konferencie o vedeckých informáciách (Londýn, 1948; Washington, 1958) znamenali prvé etapy vo vývoji I. Veľký význam malo štúdium vzorcov rozptylu uskutočnených vedeckých publikácií. Bradford (Spojené kráľovstvo, 1948). Až do polovice 60. rokov. 20. storočie boli vyvinuté najmä princípy a metódy vyhľadávania informácií a technické prostriedky ich realizácie. W. Batten (Veľká Británia), . Muers a. Taube (USA) položil základy súradnicového indexovania; . Vickery, . Fosket (Veľká Británia), J. Perry, A. Kent, J. Costello,. P. Lun, . Bernier (USA), . C. Garden (Francúzsko) vyvinul základy teórie a metodológie získavania informácií; S. Cleverdon (Veľká Británia) skúmal metódy na porovnávanie technickej účinnosti systémov na vyhľadávanie informácií rôznych typov; R. Shaw (USA) a J. Samin (Francúzsko) vytvorili prvé zariadenia na vyhľadávanie informácií na mikrofilmoch a diamikrokartách, ktoré slúžili ako prototypy mnohých špeciálnych informačných strojov; K. Muller a C. Carlson (USA) navrhli nové metódy reprodukcie dokumentov, ktoré tvorili základ moderných reprografických techník. Súčasnú etapu vývoja informácií (70. roky 20. storočia) charakterizuje hlbšie pochopenie všeobecného vedeckého významu vedeckej informačnej činnosti a čoraz širšieho využívania elektronických počítačov v nej. D. Price (USA), rozvíjajúci myšlienky J. Bernala (Veľká Británia), poukázal na možnosť merania rozvoja vedy pomocou ukazovateľov a prostriedkov I.; . Garfield (USA) vyvinul a zaviedol nové metódy vedeckej informačnej služby; G. Menzel a W. Garvey (USA) študovali informačné potreby vedcov a špecialistov, význam rôznych procesov vedeckej komunikácie. Všeobecnú teóriu I. v zahraničí tvoria diela A. Avramescu (Rumunsko), A. Vysockého a M. Dembovskaja (Poľsko), I. Koblitz (NDR), A. Merta (ČSR), I. Polzovič (Maď.), . Peach (Nemecko), A. Rees, R. Taylor, J. Shira (USA), R. Fairthorn (Veľká Británia) a i.. V ZSSR išiel rozvoj vedeckej a informačnej činnosti ruka v ruke s rozvojom sovietskych vedy a národného hospodárstva. V 30-tych rokoch. 20. storočie pracovala komisia pre vydávanie indexov (indexov) vedeckej literatúry, začali vychádzať abstraktné časopisy Akademie vied ZSSR z fyzikálnych a matematických vied, chémie a pod. (pozri Bibliografiu). Zvlášť intenzívne sa táto činnosť začala rozvíjať od 50. rokov. Formovanie I. ako samostatnej vednej disciplíny sa datuje koncom 40. a začiatkom 50. rokov. V ZSSR sa informácie inštitucionalizovali v roku 1952, keď bol zriadený Ústav vedeckých informácií Akadémie vied ZSSR, dnes Celozväzový vedecko-technický inštitút informácií (VINITI). Od roku 1959 Rada ministrov ZSSR prijala množstvo rezolúcií zameraných na zlepšenie a rozvoj jednotného celoštátneho systému vedecko-technických informácií. Tri celozväzové konferencie o automatizovanom spracovaní vedeckých informácií (v rokoch 1961, 1963 a 1966) boli dôležitými etapami vo vývoji informačných technológií v ZSSR. Veľký význam pre rozvoj teórie I. malo medzinárodné sympózium členských krajín Rady vzájomnej hospodárskej pomoci a Juhoslávie o teoretických problémoch informatiky (Moskva, 1970), a pre zdokonaľovanie technických prostriedkov I. - medzinárodné výstavy "Inforga-65" a "Interorgtekhnika-66", ktoré demonštrovali technické prostriedky komplexnej mechanizácie a automatizácie procesov spracovania, uchovávania, vyhľadávania a šírenia vedeckých informácií. Mnohé štúdie ruštiny I. tvorili základ pre jej ďalší rozvoj: v oblasti všeobecnej teórie I. - dielo V. A. Uspenského, Yu. A. Shreidera; konštrukcia systémov na vyhľadávanie informácií - G. E. Vladutsa, D. G. Lakhuti, E. . Skorochodko, V. P. Čerenina; vedecké problémy I. - G. M. Dobrovej, V. V. Nalimovej; dokumentárne filmy - G. G. Vorobyová, K. R. Simona,. I. Šamurina; vytváranie zariadení na vyhľadávanie informácií a iných technických prostriedkov - . I. Gutenmakher, V. A. Kalmanson, B. M. Rakov a i. I. sa člení na tieto časti: teória I. (predmet a metódy, obsah, štruktúra a vlastnosti vedeckých informácií), vedecká komunikácia (neformálne a formálne procesy, vedecká informačná činnosť), vyhľadávanie informácií, šírenie a využívanie vedeckých informácií, organizácia a história vedeckej informačnej činnosti. Hlavné teoretické úlohy spočívajú v odhaľovaní všeobecných zákonitostí tvorby vedeckých informácií, ich transformácie, prenosu a využitia v rôznych sférach ľudskej činnosti. I. neštuduje a nevytvára kritériá hodnotenia pravdivosti, novosti a užitočnosti vedeckých informácií, ako aj metódy ich logického spracovania za účelom získavania nových informácií. Aplikovanými úlohami I. je vyvinúť efektívnejšie metódy a prostriedky implementácie informačných procesov, určiť optimálnu vedeckú komunikáciu tak vo vnútri vedy, ako aj medzi vedou a priemyslom. Na štúdium jednotlivých problémov a riešenie aplikovaných problémov informačných technológií sa používajú samostatné metódy: kybernetika (pri formalizácii procesov vedeckej informačnej činnosti na ich automatizáciu, pri konštrukcii informačno-logických strojov a pod.); matematická teória informácie (pri štúdiu všeobecných vlastností informácie zabezpečiť jej optimálne kódovanie, dlhodobé uchovávanie, prenos na diaľku); matematická logika (na formalizáciu procesov logickej inferencie, vývoj metód programovania informačných algoritmov atď.); semiotika (pri budovaní systémov na vyhľadávanie informácií, zostavovaní pravidiel prekladu z prirodzených jazykov do umelých a naopak, rozvíjaní princípov indexovania, skúmaní transformácií textovej štruktúry, ktoré nemenia jeho význam atď.); lingvistika (pri rozvíjaní princípov automatického prekladu a jazykov na vyhľadávanie informácií, indexovanie a sumarizovanie, metódy transkripcie a transliterácie, pri zostavovaní tezaurov, zefektívňovanie terminológie); psychológia (pri štúdiu myšlienkových procesov tvorby a využívania vedeckých informácií, povahy informačných potrieb a ich formulovania do dopytov, pri vývoji efektívnych metód čítania, systémov strojových informačných služieb, navrhovaní informačných zariadení); bibliológia, knihovníctvo, bibliografia, archívnictvo (pri tvorbe optimálnych foriem vedeckého dokumentu, zdokonaľovaní formálnych procesov vedeckej komunikácie, systému sekundárnych publikácií); veda (pri štúdiu neformálnych procesov vedeckej komunikácie, rozvíjanie organizačných princípov systému informačných služieb, predpovedanie rozvoja vedy, hodnotenie jej úrovne a tempa, štúdium rôznych kategórií spotrebiteľov vedeckých informácií); technické vedy (zabezpečiť technické prostriedky pre procesy vedeckej a informačnej činnosti, ich mechanizáciu a automatizáciu). Niektoré I. metódy zasa nachádzajú uplatnenie v knihovníctve a bibliografii (pri zostavovaní katalógov, indexov a pod.). Vedecké informácie odrážajú objektívne zákonitosti prírody, spoločnosti a myslenia adekvátne súčasnému stavu vedy a využívajú sa v spoločensko-historickej praxi. Keďže základom procesu poznávania je spoločenská prax, zdrojom vedeckých informácií nie je len vedecký výskum, ale aj všetky druhy energickej činnosti ľudí na pretváranie prírody a spoločnosti. Vedecké informácie sa členia na typy podľa oblastí ich prijímania a využitia (biologické, politické, technické, chemické, ekonomické atď.), podľa účelu (hromadné a špeciálne atď.). Hypotézy a teórie, ktoré sa neskôr ukážu ako mylné, sú vedeckými informáciami po celú dobu systematického štúdia a overovania ich ustanovení v praxi. Kritérium použitia v spoločensko-historickej praxi umožňuje odlíšiť vedecké informácie od všeobecne známych alebo zastaraných právd, myšlienok sci-fi a pod. Súhrn procesov prezentácie, prenosu a prijímania vedeckých informácií predstavuje vedeckú komunikáciu. Vedci alebo špecialisti sú bez výnimky vždy zapojení do všetkých procesov vedeckej komunikácie. Miera ich účasti môže byť rôzna a závisí od špecifík procesu. Rozlišujte medzi „neformálnymi“ a „formálnymi“ procesmi. „Neformálny“ označuje tie procesy, ktoré vykonávajú hlavne samotní vedci alebo odborníci: priamy dialóg medzi nimi o prebiehajúcom výskume alebo vývoji, návšteva laboratória ich kolegov a vedeckých a technických výstav, rozprávanie sa s publikom, výmena listov a pretlače publikácií, príprava výsledkov výskumu alebo vývoja na publikovanie. Medzi „formálne“ patria: redakčné, vydavateľské a tlačové procesy; šírenie vedeckých publikácií, vrátane kníhkupectva, knižničných a bibliografických činností; procesy výmeny vedeckej literatúry; archivácia; vlastne vedecká a informačná činnosť. Všetky „formálne“ procesy, okrem posledného, ​​nie sú špecifické pre vedeckú komunikáciu a sú zaradené do sféry masovej komunikácie, ktorej hlavnými prostriedkami sú tlač, rozhlas, televízia a pod. potreba zvýšenia jej efektívnosti vedie k jej ďalšiemu deleniu, ktoré prebieha v rôznych rovinách: na teoretický a experimentálny výskum, na vedecký výskum, vedecké informácie a vedecko-organizačnú činnosť. Informačné služby slúžia na plnenie čoraz zložitejších úloh výberu a spracovania vedeckých informácií, ktoré je možné riešiť len pri súčasnom využití výdobytkov informácií a teórií a metód konkrétnych vedných odborov. Vedecko-informačná činnosť spočíva v zhromažďovaní, spracovaní, uchovávaní a vyhľadávaní vedeckých informácií fixovaných v dokumentoch, ako aj v ich poskytovaní vedcom a odborníkom za účelom zvýšenia efektívnosti výskumu a vývoja. Túto činnosť stále viac vykonávajú integrované informačné systémy založené na princípe jediného vyčerpávajúceho spracovania každého vedeckého dokumentu vysokokvalifikovanými odborníkmi, pričom výsledky takéhoto spracovania vkladajú do strojového komplexu pozostávajúceho z počítača a fotosadzby a opätovne ich využívajú. výsledky na riešenie rôznych informačných problémov: vydávanie abstraktných časopisov, bulletiny signálnych informácií, analytické prehľady, zbierky prekladov, na uskutočňovanie selektívneho šírenia informácií (pozri Informačný jazyk), referenčná a informačná práca, kopírovanie dokumentov a iné typy informačných služieb. Od polovice 40-tych rokov. 20. storočie prvé veľké časopisy o I. sa objavujú v rôznych krajinách: Journal of Documentation (L., od roku 1945); „Tidskrift pre dokumentáciu“ (Stockh., od roku 1945); "Americká dokumentácia" (Wash., od roku 1950, od roku 1970 - "Journal of the American Society for Information Science"); "Nachrichten fur Documentation" (Fr./M., od 1950); "Dokumentácia" (Lpz., od roku 1953, od roku 1969 - "Informatik"). Od októbra 1961 vychádza v ZSSR mesačný zborník Vedecko-technické informácie, ktorý od roku 1967 vychádza v dvoch sériách: Organizácia a metódy informačnej práce a Informačné procesy a systémy. Od roku 1963 začal VINITI vychádzať najskôr každé 2 mesiace a od roku 1966 - mesačný abstraktný časopis „Vedecké a technické informácie“, ktorý od roku 1970 vychádza pod názvom „Informatika“. Od roku 1967 vychádza tento časopis aj v angličtine. V zahraničí vychádzajú tieto abstraktné časopisy o I.: vo Veľkej Británii - "Library and Information Science Abstracts" (L., od roku 1969; v rokoch 1950-68 sa nazýval "Library Science Abstracts"), v USA - "Information Science" Abstrakty“ (Phil. , od roku 1969; v rokoch 1966-68 sa nazýval „Documentation Abstracts“), vo Francúzsku – „Bulletin signaletique. Information scientifique et technology“ (P., od roku 1970). Od roku 1964 sa vydáva expresná informácia „Teória a prax vedeckých informácií“ a od roku 1965 - zbierky prekladov zahraničných publikácií o I. Od roku 1969 vychádza v Kyjeve zborník "Veda a informatika". Výcvik vedeckých pracovníkov v I. prebiehal od roku 1959 prostredníctvom postgraduálnej školy VINITI, príprava personálu pre vedeckú a informačnú činnosť - od roku 1963 na zdokonaľovacích kurzoch pre popredných inžinierskych a technicko-vedeckých pracovníkov (od roku 1972 - Inštitút pre pokročilé štúdium informačných pracovníkov), vzdelávanie mladých vedcov - budúcich spotrebiteľov informácií - od roku 1964 na Katedre vedeckých informácií Moskovskej štátnej univerzity. M. V. Lomonosov, inžinieri pre mechanizáciu a automatizáciu informačných procesov - v rade polytechnických a strojárskych ústavov. V zahraničí sa informačné disciplíny vyučujú na univerzitách a vyšších odborných školách. Prejavuje sa tendencia spájať do jedného vzdelávacieho zamerania komplex problémov I. a výpočtovej techniky. Lit.: Michajlov A.I., Cherny A.I., Gilyarevsky R.S., Základy informatiky, 2. vydanie, M., 1968; im, Informačné problémy v modernej vede, M., 1972; Teoretické problémy informatiky. So. Art., M., 1968; Medzinárodné fórum o informatike. So. Art., zväzok 1-2, M., 1969; Bush V., Ako si môžeme myslieť, Atlantic Monthly, 1945, júl, s. 101-108; Ročný prehľad informačnej vedy a techniky, v. 1-7, N. Y. - a. o., 1966-72; Dembowska M., Dokumentácia a vedecké informácie, Varšava, 1968. A. I. Michajlov, A. I. Černyj, R. S. Gilyarevskij.

M.: FIZMATLIT, 2006. - 768 s.

Encyklopedický príručný slovník obsahuje viac ako 18 tisíc ruských a anglických výrazov, tematicky systematizovaných do týchto hlavných častí: I. Základy informačných technológií; II. Automatizácia informačných procesov a automatizovaných systémov (AC); III. Technická podpora AÚ; IV. AS softvér; V. Multimédiá, hypermédiá, virtuálna realita, strojové videnie; VI. Sieťové technológie na spracovanie a prenos dát; VII. Počítačový a sieťový slang; VIII. Piktogramy používané v e-mailoch; IX. Skratky slov a výrazov používaných na internete.

Slovníkové heslá majú rozšírený charakter a obsahujú referenčné údaje o predmetoch popisu, ako aj odkazy na primárne dokumentárne zdroje, aby sa s nimi zainteresovaní používatelia mohli lepšie zoznámiť.

Štruktúra a obsah slovníka umožňujú jeho použitie na systematické štúdium materiálov o tematických sekciách a podsekciách, ktoré čitateľa zaujímajú, na predbežné štúdium rozhodnutí súvisiacich s návrhom heterogénnych automatizovaných informačných a telekomunikačných systémov. , a tiež na jej základe pripravovať vzdelávacie a metodické, revízne, referenčné a pod. dokumenty.

Slovník je zameraný na široký okruh používateľov, ktorých odborné aktivity alebo záujmy súvisia s modernými informačnými technológiami.

Formát: djvu

Veľkosť: 7,1 Mb

Stiahnuť ▼: yandex.disk

OBSAH
Predslov k encyklopedickému vydaniu slovníka ........................ 7
Predslov k tretiemu vydaniu slovníka, o príručnom slovníku a jeho autorovi... 9
Od autora ................................................. ... ... jedenásť
O používaní slovníka ................................................................ 13
I. Základy informačných technológií............................................ 15
1.1. Dáta, informácie, znalosti, logika ................................................. 15
1.2. Informačné zdroje, teória informácie, informatika 19
1.3. Dátové nosiče, dokumenty, dokumentácia, publikácie...................... 22
1.4. Zásady štruktúrovanej reprezentácie dokumentov a údajov....... 27
1.4.1. Informačné prvky a ich typy ........................ 27
1.4.2. Záznam, súbor, pole, kľúč................................................ 30
1.4.3. Štruktúry, dátové modely a súvisiace pojmy 34
1.4.4. Formát, dátové pole a súvisiace výrazy ............................. 45
1.5. Informačné technológie ................................................ 49
1.5.1. Všeobecné pojmy a pojmy ................................ 49
1.5.2. Zaobchádzanie s dokumentmi a údajmi a ich spracovanie................................... 52
1.5.3. Zadávanie dokumentov a údajov do počítača ................................... 58
1.5.4. Vyhľadávanie informácií ^ všeobecné pojmy a termíny ............... 63
1.5.5. Indexovanie, vyhľadávanie obrázkov dokumentov a dotazov 66
1.6. Bezpečnosť informačných technológií............................................ 74
1.6.1. Všeobecné pojmy a pojmy................................. 74
1.6.2. Kódovanie a dekódovanie dokumentov a údajov................................. 83
1.6.3. Kryptológia a súvisiace pojmy ...................... 87
II. Automatizácia informačných procesov a automatizované informačné systémy 93
2.1. Všeobecné pojmy a pojmy ................................................................. 93
2.2. Automatizácia informačných a knižničných procesov...................... 95
2.2.1. Pojmy súvisiace s automatizáciou................................... 95
2.3. Automatizované systémy................................................ 98
2.3.1. Všeobecné pojmy a pojmy ................................ 98
2.3.2. Funkčne orientované automatizované systémy..... 106
2.4. Jazyková a informačná podpora automatizovaných systémov 117
2.4.1. Jazyková podpora ^ všeobecné pojmy a pojmy ......... 117
2.4.2. Jazyky na vyhľadávanie informácií a slovníky AIS....... 119
2.4.3. Metadáta a formáty AIS 128
2.4.4. Informačná podpora AIS ........................ 147
2.5. Personál a používatelia automatizovaných systémov ........................ 153
2.5.1. Vývojári a personál AIS ........................ 153
2.5.2. Používatelia AIS ............................................ 157
2.5.3. Certifikácia špecialistov v AIS ........................ 159
2.6. Procesy tvorby a prevádzky automatizovaných systémov .......... 162
2.6.1. Navrhovanie automatizovaných systémov ................................ 162
2.6.2. Životný cyklus AIS a systémová integrácia................................. 165
III. Technická podpora automatizovaných systémov .......... 169
3.1. Počítače, ich typy a všeobecná klasifikácia 169
3.2. Architektúra, konfigurácia, počítačová platforma...................... 175
3.3. Osobné počítače (PC) ................................... 178
3.4. Prenosné počítače a samostatné digitálne zariadenia na rôzne účely... 185
3.4.1. Typy notebookov ................................................................ 185
3.4.2. Zariadenia na digitálne prehrávanie a nahrávanie 188
3.5. Systémová jednotka a prvky jej konštrukcie ........................ 191
3.5.1. Procesory, ich typy a súvisiace pojmy....................... 192
3.5.2. Pamäť počítača ^ pojmy a pojmy .................................. 202
3.5.3. Funkčné zariadenia počítačovej pamäte ........................ 208
3.5.4. Adaptéry, rozhrania a súvisiace výrazy...................... 216
3.5.5. Dosky, prístavy, autobusy, sloty...................................... 224
3.6. Periférne (externé) počítačové zariadenia ................................... 233
3.6.1. Externá počítačová pamäť, jednotky a súvisiace pojmy ..... 233
3.6.2. CD a súvisiace výrazy................................. 251
3.6.3. Zariadenia na vkladanie údajov, manipulátory ................................... 260
3.6.4. Výstupné zariadenia................................................ 271
3.6.5. Modemy, kodéry, napájacie zdroje...................... 286
3.7. PC karty ................................................ ............... .. 289
3.8. Mikroelektronická počítačová základňa ................................... 294
3.9. Optoelektronické zariadenia................................ 299
IV. Softvér pre automatizované systémy .......... 303
4.1. Algoritmy, programy, programovanie................................................ 303
4.1.1. Všeobecné pojmy a pojmy 303
4.1.2. Programovacie jazyky................................... 307
4.1.3. Termíny súvisiace s programovaním................................ 319
4.2. Všeobecný softvér ........................ 327
4.2.1. Operačné systémy.................................... 328
4.2.2. Všeobecné softvérové ​​servisné nástroje 338
4.3. Aplikačný softvér pre automatizované systémy....... 339
4.3.1. Všeobecné pojmy a pojmy................................ 339
4.3.2. Aplikačné programy................................... 342
4.3.3. Počítačové vírusy a antivírusy ........................ 346
4.4. Pojmy súvisiace s prevádzkou softvérových nástrojov 350
4.4.1. Niektoré všeobecné pojmy a pojmy ........................ 350
4.4.2. Archivácia, kompresia-obnovenie dátových záznamov............... 352
4.4.3. Prístup, adresa a súvisiace podmienky................................ 364
V. Multimédiá, hypermédiá, virtuálna realita, strojové videnie. 372
5.1. Multimediálne systémy a súvisiace pojmy. ................. 372
5.2. Prostriedky na zabezpečenie hudobného a rečového sprievodu .......... 375
5.2.1. Všeobecné pojmy a pojmy................................ 375
5.2.2. Zvukové súbory, ich štandardy a formáty ................................... 380
5.3. Strojová (počítačová) grafika ........................ 389
5.3.1. Všeobecné pojmy a pojmy................................ 389
5.3.2. Grafické súbory a ich formáty................................ 392
5.3.3. Technológia počítačovej grafiky ........................ 400
5.4. Počítačové video, digitálna televízia a animácia ................................... 408
5.4.1. Všeobecné pojmy a pojmy................................. 408
5.4.2. Videotechnológia ................................................ 412
5.4.3. Technológia animácie ........................ 416
5.4.4. Digitálna televízia 420
5.5. Virtuálna realita, paralelné svety. ...................... 424
5.6. Počítačové videnie ................................................ 427
VI. Sieťové technológie. Prostriedky spracovania a prenosu informácií 430
6.1. Všeobecné pojmy a pojmy ................................... 430
6.2. Lokálne siete ................................................ 433
6.3. Distribuované výpočtové siete ................................ 441
6.3.1. Všeobecné pojmy a pojmy................................ 441
6.3.2. Intranet ........................ 450
6.3.3. ETHERNET ................................... 455
6.4. Globálne počítačové siete, internet ........................ 471
6.4.1. Všeobecné pojmy a pojmy................................ 471
6.4.2. Webová technológia ................................................ 482
6.4.3. Technológie na prenos údajov cez internetové kanály................................ 489
6.4.4. Služby a servisné nástroje na internete................................. 499
6.4.5. Integrované digitálne sieťové služby - ISDN ................................... 518
6.4.6. Mobilná komunikácia a počítačová telefónia ................................... 520
6.4.7. Telekomunikačné zariadenia budov ................................... 526
6.4.8. Vývoj technických prostriedkov a komplexov založených na využívaní telekomunikačných technológií 532
6.4.9. Subjekty právnych vzťahov na internete ........................ 533
6.5. Prostriedky a technológie na ochranu počítačových sietí................................. 536
6.6. Základné štandardy pre dátové siete. ...................... 541
6.6.1. Normy ISO ...................................................... 541
6.6.2. Normy IEEE ................................... 543
6.6.3. Normy ITU-T ...................................................... 554
6.6.4. Iné štandardy a protokoly................................ 560
VII. Počítačový a sieťový slang ................................... 565
VIII. Ikony e-mailov a symboly emotikonov................... 592
IX. Skratky slov a výrazov používaných na internete ...... 594
Použitá literatúra ................................................... 597
Anglický abecedný register ...................................................... 644
Ruský abecedný register ................................................... ... 708