Реферат на тему:
Інформатика та інформація. Алгоритм
ПЛАН
HYPERLINK “http://astra.lviv.ua/cs/cs.html” \l “in1” Властивості
інформації
HYPERLINK “http://astra.lviv.ua/cs/cs.html” \l “in2” Кодування
інформації
HYPERLINK “http://astra.lviv.ua/cs/cs.html” \l “in3” Інформаційні
процеси
Інформатика – це наука про методи та засоби отримання, обробки,
зберігання, передавання, подання інформації. Слово „інформатика”
походить з французької ( information – інформація та automatique –
автоматика).
Термін інформація – латинського походження (informatio), означає
роз’яснення, повідомлення, поінформованість.
Спочатку це слово вживалося для позначення відомостей, що передавалися
людьми усно, письмово або за допомогою інших сигналів (умовних, звукових
тощо).
Дати чітке визначення цього поняття неможливо, як неможливо дати чітке
визначення точки, прямої, матерії та інших базових понять з різних наук.
Тому під інформацією в побуті розуміють відомості про навколишній світ,
процеси, що відбуваються в ньому і сприймаються людиною або спеціальними
пристроями.
Під інформацією в техніці розуміють повідомлення, що передаються у формі
знаків або сигналів.
Під інформацією в теорії інформації розуміють не будь-які відомості, а
лише ті, які знімають або істотно зменшують існуючу невизначеність.
За визначенням кібернетика Норберта Вінера інформація – це та частина
знань, що використовується для орієнтування, активної дії, керування,
збереження чи розвитку системи.
Під інформацією в семантичній теорії (зміст повідомлення) розуміють
відомості, що несуть новизну.
Іноді можна зустріти пояснення цього терміну: інформація – те, що є
необхідною, але недостатньою передумовою для більш глибокого аналізу.
З середини ХХ століття слово інформація в науці розглядають як
загальнонаукове поняття, що включає обмін відомостями між людиною і
людиною, людиною і машиною (комп’ютер, станок з програмним керуванням
тощо), машиною із машиною, обмін сигналами в тваринному і рослинному
світі, передачу ознак на клітинному рівні, від організму до організму.
Про те, що „передається повідомлення” в засобах масової інформації
(радіо, телебачення), як правило, говорять тоді, коли потрібно
підкреслити важливість події, або виділити її серед інших подій. Тобто,
в цьому випадку замість слова „інформація” використовують слово
„повідомлення”. Отже, можна сказати, що інформація формується з деякої
кількості повідомлень, частина яких може бути важливою, а решта – ні.
Важливість інформації (повідомлення) для споживача має суб’єктивний
характер. Наприклад, коли слухають пісню, то одним подобається текст, а
іншим – мелодія. Якщо людину більше цікавить текст пісні, то в цьому
випадку музика є шумом, на фоні якого вона хоче отримати інформацію
(повідомлення) про текст пісні. А якщо більше уваги звертати на мелодію
пісні, то текст буде шумом. Тобто шум – це заважаюча інформація, що
утруднює отримання потрібного повідомлення. Коли характеризують
інформацію (повідомлення), то звертають увагу на її якісні ознаки
(властивості): адекватність, вірогідність, повноту та об’єктивність.
Властивості інформації
Адекватність – визначений рівень вірогідності створюваного (за допомогою
отриманої інформації) образу реального об’єкта, явища або процесу.
Актуальність – важливість, істотність у певний момент часу.
Вірогідність – інформація достовірна, якщо вона віддзеркалює дійсність.
Об’єктивність – неупередженість, незалежність інформації від волі та
бажань людини.
Повнота – інформацію можна вважати повною, якщо її достатньо для
розуміння та прийняття рішення.
Протягом усієї історії свого існування люди, спілкуючись з природою та
між собою, набували знань про навколишню дійсність і про самих себе.
Інформація як знання або як відомості про явища та різноманітні за своєю
природою об’єкти (фізичні, хімічні, біологічні, соціальні, економічні
тощо), набуваються шляхом спостереження. Природними засобами
спостереження людини є органи чуттів людини, передусім зір і слух.
Спочатку різноманітні відомості просто накопичувалися людством. А вже
маючи їх у достатній кількості, люди помічали, що існують певні
закономірності, які можна узагальнити та обґрунтувати. У результаті такі
закономірності набували вигляду прикмет. Згодом прикмети ставали
характерними ознаками явищ, тобто виділялися як їх властивості.
Властивості можуть бути різноманітними за своїм значенням: кожний об’єкт
або явище має групу властивостей, що вивчаються різними науками.
Кодування інформації
Інформація як відомості про об’єкт або явище відображається у вигляді
конкретних даних, що представлені у буквенно-цифровій, числовій,
текстовій, звуковій, графічній або іншій зафіксованій формі. Дані можуть
передаватися, оброблятися, зберігатися.
Інформацію (повідомлення) можна виразити в різноманітних формах: від
природних для людини сигналів (звуків, жестів) до їх письмових
позначень. Наочним прикладом перетворення форми подання інформації може
бути переклад з однієї природної мови спілкування на іншу.Для запису
слів використовується алфавіт – набір символів, що дозволяє кожному
слову поставити у відповідність визначену послідовність символів –
літер, тобто можна сказати, що кожне слово кодується.
Залежно від того, де і яким чином представляється інформація,
використовується відповідне кодування. Так для запису (кодування) чисел
в десятковій системі числення використовуються 10 символів. Для запису
слів – літери.
Для кодування інформації в комп’ютері найзручніше (з технічних причин)
використовувати мову, алфавіт якої містить всього два символи. Їх умовно
позначають нулем та одиницею, а мову цю називають мовою двійкових кодів.
За допомогою цих символів можна представити все розмаїття інформації.
Одиницею виміру інформації є біт – він позначає „місце”, на яке можна
„записати” 0 або 1.
8 бітів складають байт. Значення байту залежить від того, які позиції та
у якій послідовності у ньому займають нулі та одиниці. Загалом,
кількість комбінацій бітів у байті дорівнює 28=256, тобто біт може
набувати 256 різних значень.
Для кодування окремих символів достатньо коду довжиною 1 байт. Для
кодування цілого числа, як правило, використовуються два або чотири
байти, а для дійсного – вісім, інколи шість.
В комп’ютерах інформація кодується відповідно до алфавіту двійкових
чисел – кодової таблиці. За загальноприйнятим стандартом ASCII
(американський стандарт для обміну інформацією) кодами від 32 до 127
записуються цифри та літери англійського алфавіту, з 128 символу –
кодування символів національних алфавітів, деяких математичних знаків
тощо.
Для кодування графічної інформації також використовуються біти та байти.
Так, кожна картинка складається з точок різного кольору. Так, для
кодування зображення однієї чорно-білої точки достатньо 1 біту, для
16-кольорової картинки кожна точка кодується 4 бітами, для
256-кольорової – 8 бітами (1 байтом).
Звукова інформація складається з елементарних звуків та пауз між ними.
Тому кожному звуку відповідає певний код.
Щоб із закодованої послідовності символів отримати інформацію, треба
знати принцип кодування алфавіту, тобто знати, що означає кожен символ.
І якщо ми маємо такий алфавіт, то процес отримання інформації із
закодованої називається декодуванням.
Інформаційні процеси
Сучасна людина постійно отримує певні відомості (повідомлення), які
необхідно зберігати у часі, перетворювати з однієї форми в іншу та
переміщувати у просторі. Дії з інформацією – обмін, збереження та
обробка інформації притаманні живій природі, людині, суспільству,
технічним пристроям. Такі дії називають інформаційними процесами.
Обмін інформації. Передачу і прийом інформації називають обміном
інформації. Передача інформації між автоматами виконується з
використанням технічних засобів зв’язку. Наприклад, ретрансляційна
телевізійна вишка передає сигнали (інформацію), яка сприймається блоком
прийому телевізора. Отже, при обміні інформацією потрібні джерело
інформації та приймач. Інформація, що передається від джерела
інформації, досягає приймача за допомогою послідовності сигналів, що
називається повідомленням. Сигнали можуть бути звуковими, електричними,
електромагнітними тощо.
Обробка інформації – перетворення інформації з одного виду в інший, що
здійснюється згідно із формальними правилами. Наприклад, формальним
правилом може бути правило відбору за датою, сортування даних в
алфавітному порядку тощо.
Збереження інформації. Аудіо касети, відеокасети кінострічки – це
спеціальні пристрої, де зберігається інформація для магнітофона,
відеомагнітофона, кіноапарата. Пристрій, призначений для зберігання
інформації називають носієм інформації.
До початку двадцятого століття для передавання та зберігання інформації
використовувались книги, а її опрацюванням займалась сама людина. Однак
науково-технічна революція зробила людину безсилою в сучасному потоці
друкованої, кіно-, теле- та іншої продукції. Щорічно у світі друкується
близько 100 тисяч видань журналів на 60 мовах, 5 мільйонів наукових
статей, книг, брошур, 250 тисяч дисертацій та звітів. Управління
виробництвом, використання складних технологій вимагає від спеціалістів
швидкого аналізу ситуацій, що виникають, прийняття правильних рішень.
Складна наукова задача вже не може бути розв’язана вручну, навіть якщо
талановитий вчений потратить на неї все своє життя. Опрацьовувати всі ці
дані людині допомагає комп’ютер.
Інформація є одним з найцінніших ресурсів суспільства поряд з такими
природними багатствами як нафта, газ та інші. Отже, методи та засоби
переробки інформації як і переробки матеріальних ресурсів, можна
визначити як технологію.
Інформаційні технології – це процеси, пов’язані з обробкою інформації. А
точніше – це методи, які реалізуються засобами обчислювальної техніки і
забезпечують виконання заданих вимог до пошуку, подання, перетворення та
передавання інформації.
Алгоритм
Алгоритм – це скінчена послідовність вказівок (команд), формальне
виконання яких дозволяє за обмежений час отримати розв’язок задачі. Сам
термін “алгоритм” утворився в результаті перекладу на європейські мови
імені арабського математика ІХ століття Аль-Хорезмі, який описав правила
(алгоритми) виконання основних арифметичних операцій у десятковій
системі числення.
У своїй практичній діяльності люди постійно мають справу із алгоритмами
(послідовностями вказівок, інструкціями, правилами тощо). Для прикладу
можна назвати приготування кулінарної страви згідно з рецептом,
користування міжміським телефоном-автоматом, пошук слова у словнику,
розв’язування квадратного рівняння.
Властивості алгоритмів
Скінченність. Виконання кожного алгоритму повинно завершуватись з а
скінченне число кроків.
Результативність. Виконання алгоритму завжди повинно призводити до
певного результату. Воно не може закінчуватись невизначеною ситуацією
або ж не закінчуватися взагалі.
Формальність. Виконавець відповідно до алгоритму повинен одержати
результат, не вникаючи в його суть. Очевидно, що комп’ютери не можуть
розуміти суть завдань і окремих вказівок алгоритму.
Визначеність. Будь-який алгоритм повинен бути описаний так, щоб при його
розшифруванні у виконавця не виникло двозначних вказівок. Тобто різні
виконавці згідно з алгоритмом повинні діяти однаково та прийти до одного
і того ж результату.
Масовість. За допомогою складеного алгоритму повинен розв’язуватись
цілий клас задач.
Зрозумілість. В алгоритмі повинні бути лише операції, які знайомі
виконавцеві. Досконалим виконавцем алгоритмів обробки інформації є
комп’ютер, робота якого здійснюється під керівництвом програм.
Алгоритми можна описувати за допомогою слів, спеціальних мов,
використовуючи спеціальні формули, таблиці, графіки, блок-схеми, інші
засоби. Алгоритм записується засобами мови, зрозумілої виконавцю. Для
людини – це природна мова. Для комп’ютера мова складається з нулів та
одиниць. Використання такої мови для складання програм є неефективним.
Тому використовуються спеціальні мови – мови програмування. Мова
програмування дозволяє записувати команди у такій формі, щоб їх можна
було автоматично замінити на машинні коди. Це перетворення здійснюється
автоматично за допомогою спеціальних програм-перекладачів, які
називаються трансляторами.
Базові алгоритмічні структури
Слідування. Операція слідування подається у вигляді послідовності двох
(або більше) простих операцій, що виконуються одна за одною. Якщо
алгоритм складається лише з послідовності простих операцій, його
називають простим або лінійним алгоритмом.
Розгалуження (вибір). Операція розгалуження – це вказівка виконати одну
з двох команд: команду1 або команду2, залежно від істинності чи хибності
деякого твердження Р. Якщо твердження Р істинне, то виконується
команда1. Якщо твердження Р хибне, то виконується команда2. Окремим
випадком розгалуження є неповне розгалуження, коли у разі хибності
твердження Р ніякі операції взагалі не виконуються.
Повторення (цикл).
За допомогою комбінацій цих трьох базових структур можна подати
будь-який алгоритм.
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
