Шпаргалка по "Информатике"

• теория алгоритмов (формальные модели алгоритмов, проблемы вычислимости, сложность вычислений и т.п.);

• базы данных (структуры данных, поиск  ответов на запросы, логический вывод  в базах данных, активные базы и  т.п.);

• искусственный  интеллект (представление знаний, вывод  на знаниях, обучение, экспертные системы  и т.п.);

• бионика (математические модели в биологии, модели поведения, генетические системы  и алгоритмы и т.п.);

• распознавание  образов и обработка зрительных сцен (статистические методы распознавания, использование призрачных пространств, теория распознающих алгоритмов, трехмерные сцены и т.п.);

• теория роботов (автономные роботы, представление  знаний о мире, децентрализованное управление, планирование целесообразного  поведения и т.п.);

• инженерия  математического обеспечения (языки  программирования, технологии создания программных систем, инструментальные системы и т.п.);

• теория компьютеров и вычислительных сетей (архитектурные решения, многоагентные системы, новые принципы переработки информации и т.п.);

• компьютерная лингвистика'(модели языка, анализ и с текстов, машинный перевод и т.п.);

• числовые и символьные вычисления (компьютерно-орированные методы вычислений, модели переработки информации в различных прикладных областях, работа с естественно-языковыми текстами и т.п.);

• системы  человеко-машинного взаимодействия (модели курса, распределение работ  в смешанных системах, организация  коллективных процедур, деятельность в телекоммуникационных системах и  т. п.);

• нейроматематика и нейросистемы (теория формальных нейронных сетей, использование нейронных сетей для обучения нейрокомпьютеры и т.п.);

• использование  компьютеров в замкнутых системах (модели реального времени, интеллектуальное управление, системы мониторинга  и т. п.).  

Вопрос  №3. Понятие информации в информатике

Ключевым понятием информатики как науки есть понятие  — информация. 
Информация – это содержание сообщения или сигнала; сведения, рассматриваемые в процессе их передачи или восприятия, позволяющие расширить знания об интересующем нас объекте. 
Кроме того, понятие «Информация» характеризуют, перечисляя свойства информации.

Свойства  информации

1. Объективность. Информация - отображение внешнего мира, а он существует независимо от нашего сознания, знаний, мыслей и суждений о нем.
2. Достоверность. Информация есть достоверной, если она отображает истинное состояние дел. На основе достоверной информации принимаются правильные решения.
3. Полнота. Информацию можно назвать полной, если ее достаточно для понимания ситуации и принятия правильного решения.
4. Актуальность информации - важность, существенность для определенного времени.
5. Полезность (ценность). Степень полезности информации зависит от потребностей конкретных людей и от тех задач, которые с помощью добытой информации можно решить. Полезность - это практическая ценность информации для конкретного человека.
6. Понятность (доступность). Информация должна быть представлена в доступном для восприятия виде.

Характерные особенности информации

1. Информация - это  нематериальная субстанция, но передается она с помощью материальных носителей - знаков и сигналов - или с помощью  физических процессов, которые изменяются с течением времени. (В случае записи информации на CD-Диск его масса не изменяется.)
2. Информация зависит не только от самых знаков и сигналов, но и от их взаимного расположения. (Кот - ток)
3. Если с одной точки пространства информация передастся в другую, то в начальной точке она не исчезает. (Читая книгу, мы получаем информацию, но при этом она остается на бумаге.)
4. Информация понятна лишь для того, кто способен ее распознать. (Пример: текст иностранным языком)

Как видно  из определения информатики, ее функций  и задач, одним из ключевых понятий  информатики является информация.  
Строгое определение информации отсутствует.  
Информация - это сведения об окружающем мире (объекте, процессе, явлении, событии), которые являются объектом преобразования (включая хранение, передачу и т.д.) и используются для выработки поведения, для принятия решения, для управления или для обучения. 
 
Характерными чертами информации являются следующие:

1. Это наиболее важный ресурс современного производства: он снижает потребность в земле, труде, капитале, уменьшает расход сырья и энергии.
2. Вызывает к жизни новые производства.
3. Является товаром, причем продавец информации ее не теряет после продажи.
4. Придает дополнительную ценность другим ресурсам, в частности, трудовым. Действительно, работник с высшим образованием ценится больше, чем со средним.
5. Информация может накапливаться.

Как следует  из определения, с информацией всегда связывают три понятия (их взаимосвязь показана на рис.:  

• источник  информации - тот элемент окружающего мира, сведения о котором являются объектом преобразования;
• потребитель информации - тот элемент окружающего мира, который использует информацию;
• сигнал - материальный носитель, который фиксирует информацию для переноса ее от источника к потребителю.

Так, источником информации, которую в данный момент получает читатель настоящего учебного пособия, является информатика как  сфера человеческой деятельности; потребителем - сам читатель, а сигналом - бумага с текстом (в этом случае говорят, что информация имеет бумажный носитель). Будучи прочитанной и запомненной студентом, данная информация приобретет еще один носитель - биологический, когда она "записывается" в память обучаемого. Очевидно, что источник и потребитель в этом случае не меняются.

Вопрос  №4. Место и роль информатики в  современном мире

Информатика —  не только наука. Вспомним цитированное выше определение: “... комплекс промышленного, коммерческого, административного  и социального воздействия”.

И впрямь, мало какие  факторы так влияют на социальную сферу обществ (разумеется, находящихся  в состоянии относительно спокойного развития, без войн и катаклизмов) как информатизация. Информатизация общества — процесс проникновения  информационных технологий во все сферы  жизни и деятельности общества. Многие социологи и политологи полагают, что мир стоит на пороге информационного  общества. В.А.Извозчиков предлагает следующее  определение: “Будем понимать под термином “информационное” (“компьютеризированное”) общество то, во все сферы жизни и деятельности членов которого включены компьютер, телематика, другие средства информатики в качестве орудий интеллектуального труда, открывающих широкий доступ к сокровищам библиотек, позволяющих с огромной скоростью проводить вычисления и перерабатывать любую информацию, моделировать реальные и прогнозируемые события, процессы, явления, управлять производством, автоматизировать обучение и т.д.”.  Под “телематикой” понимаются службы обработки информации на расстоянии (кроме традиционных телефона и телеграфа).

Последние полвека  информатизация является спутницей  перетока людей из сферы прямого материального производства в, так называемую, информационную сферу. Промышленные рабочие и крестьяне, составлявшие в середине XX века более 2/3 населения, сегодня в развитых странах составляют менее 1/3. Все больше тех, кого называют “белые воротнички” — людей, не создающих материальные ценности непосредственно, а занятых обработкой информации (в самом широком смысле): это и учителя, и банковские служащие, и программисты, и многие другие категории работников. Появились и новые пограничные специальности. Можно ли назвать рабочим программиста, разрабатывающего программы для станков с числовым программным управлением? — По ряду параметров можно, однако его труд не физический, а интеллектуальный.

К середине 90-х  годов численность “информационных  работников” (к которым причисляют всех, в чьей профессиональной деятельности доминирует умственный труд), достигла в США 60%. Добавим, что за те же годы производительность труда в США  за счет научно-технического прогресса (ведь информатизация — его главная  движущая сила) в целом выросла  на 37%.

Информатизация  сильнейшим образом влияет на структуру  экономики ведущих в экономическом  отношении стран. В числе их лидирующих отраслей промышленности традиционные добывающие и обрабатывающие отрасли  оттеснены максимально наукоемкими  производствами электроники, средств связи и вычислительной техники -  так называемой сферой высоких технологий.  В этих странах постоянно растут капиталовложения в научные исследования, включая фундаментальные науки. Темпы развития сферы высоких технологий и уровень прибылей в ней превышают в 5-10 раз темпы развития традиционных отраслей производства. Такая политика имеет и социальные последствия — увеличение потребности в высокообразованных специалистах и связанный с этим прогресс системы высшего образования. Информатизация меняет и облик традиционных отраслей промышленности и сельского хозяйства. Промышленные роботы, управляемые ЭВМ, станки с ЧПУ стали обычным оборудованием. Новейшие технологии в сельскохозяйственном производстве не только увеличивают производительность труда, но и облегчают его, вовлекают более образованных людей.

Казалось бы, компьютеризация и информационные технологии несут в мир одну лишь благодать, но социальная сфера столь  сложна, что последствия любого, даже гораздо менее глобального  процесса, редко бывают однозначными. Рассмотрим, например, такие социальные последствия информатизации как  рост производительности труда,  интенсификацию труда, изменение условий труда. Все это, с одной стороны, улучшает условия жизни многих людей, повышает степень материального и интеллектуального комфорта, стимулирует рост числа высокообразованных людей, а с другой — является источником повышенной социальной напряженности. Например, появление на производстве промышленных роботов ведет к полному изменению технологии, которая перестает быть ориентированной на человека. Тем самым меняется номенклатура профессий. Значительная часть людей вынуждена менять либо специальность, либо место работы — рост миграции населения характерен для большинства развитых стран. Государство и частные фирмы поддерживают систему повышения квалификации и переподготовки, но не все люди справляются с сопутствующим стрессом. Прогрессом информатики порожден и другой достаточно опасный для демократического общества процесс — все большее количество данных о каждом гражданине сосредоточивается в разных  (государственных и негосударственных) банках данных. Это и данные о профессиональной карьере (базы данных отделов кадров), здоровье (базы данных учреждений здравоохранения), имущественных возможностях (базы данных страховых компаний), перемещении по миру и т.д. (не говоря уже о тех, которые копят специальные службы). В каждом конкретном случае создание банка может быть оправдано, но в результате возникает система невиданной раньше ни в одном тоталитарном обществе прозрачности личности, чреватой возможным вмешательством государства или злоумышленников в частную жизнь. Одним словом, жизнь в “информационном обществе” легче, по-видимому, не становится, а вот то, что она значительно меняется — несомненно.  

Трудно, живя в  самом разгаре описанных выше процессов, взвесить, чего в них больше — положительного или отрицательного, да и четких критериев для этого  не существует. Тяжелая физическая работа в не слишком комфортабельных  условиях, но с уверенностью, что  она будет постоянным источником существования для тебя и твоей  семьи, с одной стороны, или интеллектуальный труд в комфортабельном офисе, но без уверенности в завтрашнем дне. Что лучше? Конечно, вряд ли стоит  уподобляться английским рабочим, ломавшим в конце XYIII века станки, лишавшие их работы, но правительство и общество обязаны помнить об  отрицательных социальных последствиях информатизации и научно-технического прогресса в целом и искать компенсационные механизмы.  

Вопрос  №5. Кодирование информации. Измерение информации

Кодирование информации – это представление ее с помощью какой-нибудь последовательности сигналов (сообщений). 
Кодирование — это процесс замены знаков одного набора знаками другого набора с сохранением содержания той информации, которая подается с помощью этих знаков. 
В вычислительной технике информацию чаще всего подают в двоичной системе, т.е. с помощью двух чисел 0 и 1. 
Если кодирования осуществляется с помощью двух элементов (например, « + » и «-» или «0» и «1»), то такое кодирование называется двоичным. Двоичное кодирование – это последовательность из фиксированного количества символов 0 и 1. 
Цифры 0 и 1 называются битами.

Кодирование текстовой информации.

Символы в кодовых  таблицах (ASCII) нумеруются числами, и  эти номера называются кодами символов. Тексты нужно рассматривать как  последовательности символов, и текстовая  информация в памяти вычислительных машин подается в виде последовательности числовых кодов тех символов, из которых она составляется.

Кодирование графической информации.

Графические изображения  на экранах мониторов формируются  путем подсветки всех точек экрана определенным цветом. Элементом графического изображения есть точка - пиксель (Picture Element). Распространенным подходом к кодированию графических изображений есть занесение в память вычислительных машин кодов цветов точек, из которых они составляются, причем в такой последовательности, в которой эти точки находятся на экране (в каждой строке слева направо).

Кодирование числовой информации.

Двоичные коды целых чисел строятся путем перевода их в двоичную систему исчисления.