Основные понятия информатики 2

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ЧИТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ЧитГУ)

КАФЕДРА ЭКОНОМИКИ















Контрольная работа

по дисциплине: «Информатика»

Вариант № 1





Выполнил: ст. гр. АУС-08-1



















Чита 2009




	Содержание



1 Основные понятия информатики 

2 Цели и задачи информатики

	3 Информатика как наука

	Список использованных источников




1 Основные понятия информатики



Большинство ученых в наши дни отказываются от попыток дать строгое определение информации и считают, что информацию следует рассматривать как первичное, неопределимое понятие подобно множества в математике. Некоторые авторы учебников предлагают следующие определения информации:

Информация – это знания или сведения о ком-либо или о чем-либо.

Информация – это сведения, которые можно собирать, хранить, 

передавать, обрабатывать, использовать.

Информатика – наука об информации или

– это наука о структуре и свойствах информации, 

– способах сбора, обработки и передачи информации или

– информатика, изучает технологию сбора, хранения и переработки информации, а компьютер основной инструмент в этой технологии.

Термин "информатика" происходит от французского слова «Informatique» и образован из двух слов: информация и автоматика.

Информация - от латинского «information» - сведения, разъяснения, изложение.

В быту под информацией понимают сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах.

В теории информации под информацией понимают не любые сведения, а лишь те, которые снимают полностью или уменьшают существующую до их получения неопределенность. По определению К.Шеннона, информация - это снятая неопределенность.

Информация - это отражение внешнего мира с помощью знаков или сигналов.

Информационная ценность сообщения заключается в новых сведениях, которые в нем содержатся ( в уменьшении незнания).

Свойства информации:

1)полнота, 

2)достоверность, 

3)ценность,

4)актуальность, 

5)ясность.

Информация всегда связана с материальным носителем. Носителем информации может быть:

• любой материальный предмет (бумага, камень и т.д.);

• волны различной природы: акустическая (звук), электромагнитная (свет, радиоволна) и т.д.;

• вещество в различном состоянии: концентрация молекул в жидком растворе, температура и т.д.

Машинные носители информации: перфоленты, перфокарты, магнитные ленты, и т.д.

Сигнал - способ передачи информации. Это физический процесс, имеющий информационное значение. Он может быть непрерывным или дискретным.

Сигнал называется дискретным, если он может принимать лишь конечное число значений в конечном числе моментов времени.

Аналоговый сигнал - сигнал, непрерывно изменяющийся по амплитуде и во времени.

Сигналы, несущие текстовую, символическую информацию, дискретны.

Аналоговые сигналы используют в телефонной связи, радиовещании, телевидении.

Говорить об информации вообще, а не применительно к какому- то ее конкретному виду беспредметно. Классифицировать ее можно: 

•	по способам восприятия (визуальная, тактильная и т.д.);

•	по форме представления (текстовая, числовая, графическая и т. д.);

•	по общественному значению (массовая, специальная, личная).

Основные направления в информатике: кибернетика, программирование, вычислительная техника, искусственный интеллект, теоретическая информатика, информационные системы.

Персональный компьютер - это устройство для хранения и переработки информации или программно-управляемое устройство, предназначенное для приема, переработки, хранения и выдачи информации.

Системный блок, клавиатура, монитор (дисплей)- основные части любого персонального компьютера.

В корпусе системного блока располагаются: ПЗУ, ОЗУ, блок питания, центральный процессор (мозг ЭВМ, который перерабатывает информацию). 



ОБЩАЯ СХЕМА ЭВМ



УВЫВ



ОЗУ

ВЗУ

ПЗУ

ПРОЦЕССОР

УВ

Память

Рис.1 Общая схема ЭВМ



УВ - устройства ввода информации в ЭВМ (клавиатура, мышь, ВЗУ, сканер);

УВЫВ - устройства вывода информации (дисплей, принтер, ВЗУ, графопостроитель);

ОЗУ (ОП или RAM) -оперативное запоминающее устройство (оперативная память) быстрая память, которая состоит из ячеек, имеющих свой адрес.

Принципиальной особенностью ОЗУ является его способность хранить информацию только во время работы машины. Когда вы включаете компьютер, в оперативную память заносятся (загружаются) цепочки байтов в которых хранится операционная система. Когда вы выключаете компьютер, то содержимое ОЗУ стирается.

ВЗУ - (внешние запоминающие устройства) предназначены для постоянного хранения информации, (дискета, жесткий диск, компакт-диск)

ПЗУ (ROM) - память, предназначенная только для чтения.

Современные компьютеры обладают принципом открытой архитектуры. 

Принцип открытой архитектуры означает, что возможна лёгкая замена устаревших частей ЭВМ, новая деталь (блок) будет совместима со всем тем оборудованием, которое использовалось ранее.

Возможность обмена данными между компьютерами по обычной телефонной связи обеспечивают модемы, факс-модемы, которые преобразуют телефонные сигналы в компьютерные и наоборот.

Предмет информатики как науки составляют:

• аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;

• программное обеспечение средств вычислительной техники;

• средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;

• средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.

Средства взаимодействия в информатике принято называть интерфейсом. Поэтому средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения иногда называют также программно- аппаратным интерфейсом, а средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами — интерфейсом пользователя.

На всех этапах технического обеспечения информационных процессов для информатики ключевым вопросом есть эффективность. Для аппаратных средств под эффективностью понимают соотношение производительности оснащение к его стоимости. Для программного обеспечения под эффективностью принято понимать производительность работающих с ним пользователей. В программировании под эффективностью понимают объем программного кода, созданного программистами за единицу времени. В

информатике все жестко ориентировано на эффективность. Вопрос как осуществить ту или другую операцию, для информатики важный, но не основной. Основным есть вопрос — как совершить данную операцию эффективно.

В рамках информатики, как технической науки можно сформулировать понятия информации, информационной системы и информационной технологии. 

Данные (data) - это такое же первоначальное понятие, как, скажем, в математике "точка": попытка дать определение начальным понятиям приводит к необходимости дополнительно определять использованные термины.

Итак, будем считать, что данные - это те или иные сведения (необязательно несущие смысловую нагрузку).

Во время информационного процесса данные преобразовываются из одного вида в другого с помощью методов. Обработка данных включает в себя множество разных операций.

 Основными операциями есть:

• сбор данных — накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решения;

• формализация данных — приведение данных, которые поступают из разных источников к единой форме;

• фильтрация данных — устранение лишних данных, которые не нужны для принятия решений;

• сортировка данных — приведение в порядок данных за заданным признаком с целью удобства использования;

• архивация данных — сохранение данных в удобной и доступной форме;

• защита данных — комплекс мер, направленных на предотвращение потерь, воспроизведения и модификации данных;

• транспортирование данных — прием и передача данных между отдаленными пользователями информационного процесса. 

Источник данных принято называть сервером, а потребителя - клиентом;

• преобразование данных — преобразование данных с одной формы в другую, или с одной структуры в другую, или изменение типа носителя.

Информация (information)— это данные, сопровождающиеся смысловой нагрузкой. 

При этом, очевидно, то, что для одних является данными, для других вполне может быть информацией. Но всегда можно точно сказать, что нужно предпринять для того, чтобы те или иные данные стали информативными для наибольшей аудитории: их нужно снабдить смысловым содержанием. Чем более полным будет это содержание, тем более информативной будет соответствующее сообщение.

Информация, которая воспринимается из окружающей среды называется входной информацией; которая выдается в окружающую среду называется исходная информацией.

Информация существует в виде документов, чертежей, рисунков, текстов, звуковых и световых сигналов, электрических и нервных импульсов и т.п.. 

Важнейшие свойства информации:

• объективность и субъективность;

• полнота;

• достоверность;

• адекватность;

• доступность;

• актуальность.

Знание - есть переживание, сравнённое с другими переживаниями это определение, которое дал Лосский Н. О. в своей работе "Обоснование интуитивизма", является наиболее точным.

В информатике понятие "система" чаще используют относительно набора технических средств и программ. Системой называют также аппаратную часть компьютера. Дополнение понятия "система" словом "информационная" отображает цель ее создания и функционирования.

Информационная система - взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемая для сохранения, обработки и выдачи информации с целью решения конкретной задачи.

Современное понимание информационной системы предусматривает использование компьютера как основного технического средства обработки информации. Компьютеры, оснащенные специализированными программными средствами, являются технической базой и инструментом информационной системы.

В работе информационной системы можно выделить следующие этапы:

1. Зарождение данных - формирование первичных сообщений, которые фиксируют результаты определенных операций, свойства объектов и субъектов управления, параметры процессов, содержание нормативных и юридических актов и т.п.

2. Накопление и систематизация данных — организация такого их размещения, которое обеспечивало бы быстрый поиск и отбор нужных сведений, методическое обновление данных, защита их от искажений, потери, деформирование целостности и др.

3. Обработка данных - процессы, вследствие которых на основании прежде накопленных данных формируются новые виды данных: обобщающие, аналитические, рекомендательные, прогнозные.

Производные данные тоже можно обрабатывать, получая более обобщенные сведения.

4. Отображение данных - представление их в форме, пригодной для восприятия человеком. Прежде всего - это вывод на печать, то есть создание документов на так называемых твердых (бумажных) носителях. Широко используют построение графических иллюстративных материалов (графиков, диаграмм) и формирование звуковых сигналов.

Сообщения, которые формируются на первом этапе, могут быть обычным бумажным документом, сообщением в "машинном виде" или тем и другим одновременно. В современных информационных системах сообщения массового характера большей частью имеют "машинный вид". Аппаратура, которая используется при этом, имеет название средства регистрации первичной информации.

Потребности второго и третьего этапов удовлетворяются в современных информационных системах в основном средствами вычислительной техники. Средства, которые обеспечивают доступность информации для человека, то есть средства отображения данных, являются компонентами вычислительной техники.

Подавляющее большинство информационных систем работает в режиме диалога с пользователем.

Типичные программные компоненты информационных систем включают: диалоговую подсистему ввода—вывода, подсистему, которая реализует логику диалога, подсистему прикладной логики обработки данных, подсистему логики управления данными. Для сетевых информационных систем важным элементом является коммуникационный сервис, обеспечивающий взаимодействие узлов сети при общем решении задачи. Значительная часть функциональных возможностей информационных систем закладывается в системном программном обеспечении: операционных системах, системных библиотеках и конструкциях инструментальных средств разработки. Кроме программной составной информационных систем важную роль играет информационная составная, которая задает структуру, атрибутику и типы данных, а также тесно связана с логикой управления данными.

В широком смысле слово технология - это способ освоения человеком материального мира с помощью социально организованной деятельности, которая включает три компоненты: информационную (научные принципы и обоснование), материальную (орудие работы) и социальную (специалисты, имеющие профессиональные навыки). Эта триада составляет сущность современного понимания понятия технологии.

Понятие информационной технологии появилось с возникновением информационного общества, основой социальной динамики в котором являются не традиционные материальные, а информационные ресурсы: знания, наука, организационные факторы, интеллектуальные способности, инициатива, творчество и т.д. К сожалению, это понятие настолько общее и всеохватывающее, что до сих пор специалисты не пришли к четкой, формализованной формулировке. Наиболее удачным определением понятия информационной технологии дано академиком Глушковым В.М., который трактовал ее как человеко-машинную технологию сбора, обработки и передачи информации, которая основывается на использовании вычислительной техники. 



2 Цели и задачи информатики



Как наука информатика имеет одну главную цель - применение ВМ для поиска нового знания. Собственной целью информатики является знание о знании, структуре знания, способах представления различных видов знаний, обоснованности и правилах применения знаний. Точнее цель может быть сформулирована так: исследование технологий поиска нового знания с помощью ВМ в любой сфере деятельности человека. Цель информатики, согласно определению, состоит в описании, осмыслении, определении, представлении, обобщении и применении знаний для поиска нового знания. Здесь не указываются, какие конкретные знания используются или добываются. Информатика может способствовать поиску знаний в любой науке. Применение информатики в конкретной науке порождает информатику этой науки. В конечном счете, получается совокупность информатических наук. 

Важная практическая цель информатики - это обеспечение пользователя бесплатными программами. Она достигается с помощью «интеллсист», поскольку система включает возможность синтеза программ по заданию пользователя. 

Кроме общих целей рассмотрим несколько подробнее некоторые частные цели информатики, которые подразумеваются в ее определении.

Подцелью информатики является описание знаний. Легко понять, что каждая наука занимается описанием своего знания. Информатику отличает от других наук то, что имеется необходимость так описывать знание, чтобы оно было непротиворечивым и полным, пригодным для ввода его в память ВМ. Тексты с результатами исследований формируют в любой науке. Информатика требует ввода этих текстов в память ВМ. Хорошо известны языки программирования, с помощью которых вводят в память ВМ процедурные представления знаний. 

Перед информатикой стоят большие проблемы обеспечения ввода знаний на основе новых физических принципов и для новых источников сообщений. В современных условиях познание законов природы осуществляется не только в кабинетной тиши, но и с помощью системы человек-ВМ, а при использовании новых средств, указанных выше для ввода сообщений станет возможно познание законов природы с помощью системы природа-ВМ в самом общем смысле этого понятия. Подцелью информатики является осмысление знаний. И такие подцели ставит любая наука большей частью на интуитивном уровне. Сущность указанной подцели для информатики состоит в исследовании технологии осмысления любых сообщений, не зависящих от данного лексикона, но использующих его при осмыслении знаний данной науки, но уже на процедурном (или алгоритмическом) уровне. Подцель осмысления знаний полагается на существование общих законов и закономерностей в процессах поиска и исследования связей предметов, явлений или процессов. Технология построения процессов осмысления зависит от вида знания. Например, массив чисел может быть осмыслен путем аппроксимации их некоторой аналитической зависимостью, а библиотека подпрограмм может быть осмыслена только в результате использования ее в решениях конкретных заданий для ВМ.

Подцелью информатики является определение понятий. С этой подцелью поможет разобраться концептуальная информатика, где точно описано, что такое определение понятия, как его использовать в информатике для решения задач. С определением понятий тесно связаны цели и методы построения алгоритмов автоматического формирования определений. Автоматизация решения таких задач важна и поддержана пока малым числом программ.

Подцелью информатики является представление знаний. Здесь наиболее сложной проблемой является проблема трансляции внешнего представления знаний во внутреннее представление. Достижение подцели связано с разрешением главной проблемы, которая состоит в формировании методов последовательной формализации знаний того или иного вида. В современной информатике чаще всего формализация знаний осуществляется вручную, например написание программ ВМ составляет один из способов такой последовательной формализации знаний процедурного типа.

Подцелью информатики является обобщение знаний. Обобщение связано с построением исчислений, которые являются средствами обобщения. Здесь, как и в концептуальной информатике, проблем больше, чем имеющихся методов, процедур и решений. Для информатики эта подцель является особенной. Поскольку человек использует мозговые усилия и пользуется подсказками из литературы, программа должна также ориентироваться на «собственные знания», представленные в ее памяти. Алгоритмы обобщения не всегда ясны, а их использование требует специальных методов.

Подцелью информатики является также применение знаний. К этой подцели стремятся в информатике непрерывно. Для применения знаний используются алгоритмы. Эта подцель имеет неоценимое значение для практической информатики, для решения заданий с помощью ВМ. Интеллсист предназначена для решения заданий пользователя с применением БЗ как базовый метод ее работы.

Подцелью информатики является автоматическое извлечение нового знания. Эта подцель смыкается с общей целью любой науки, в которой процедура извлечения нового знания реализуется «вручную», а возможно и привлечением ВМ для достижения промежуточных целей. Для информатики подцель извлечения нового знания окрашена тем, что здесь важны технологические аспекты, а не новое знание конкретной области. Для извлечения нового знания используется некоторая система кибернетического типа (система, содержащая обратные информационные связи).

Все указанные подцели существенно дополняют главные цели информатики и раскрывают области деятельности в этой науке.

Для нового определения информатики важно высказывание Р. Хемминга, который так определил роль информатики:

· цель машинной обработки - понимание, а не числа;

· прежде чем решать задачу, подумай, что делать с ее решением.

До сих пор рассматривались внешние задачи (по отношению собственно к информатике) применения знаний и методов информатики для решения заданий прямого пользователя ВМ. Информатика обогащена и внутренними задачами. Их и надо рассматривать по мере возможности. Некоторые из перечисляемых ниже задач уже решены, либо находятся в стадии решения или ожидается появление новых средств или методов для их решения.

Задачи информатики - это формулировка внешних противоречий, приводящих к использованию методов и средств самой информатики.

Главная прикладная задача информатики - это разработка и внедрение средств автоматизации обработки знаний в системах типа «наука - техника - производство - распространение - потребление» с помощью ВМ. Причем обычно рассматриваются любые системы, связанные с материальным, энергетическим или информационным производством. Задачи информатики хорошо согласуются с целями информатики. Проведем такие сопоставления последовательно по семи группам.

С информатической точки зрения все наблюдения человека за предметами, явлениями и процессами реального мира должны завершаться решением задач описания предметов, явлений или процессов, а также их свойств, характеристик, признаков и отношений между ними. Что такое описание предметов? Под описанием предметов понимается сопоставление вещам последовательностей знаков (символов), отображающих сущность, строение или свойства этих предметов (по возможности с объективных позиций). Аналогично можно рассматривать описание явлений или процессов. Человек мысленно описывает видимое и отображает это в своей памяти. В информатике описания должны выполняться в формах, пригодных для ввода в ВМ и дальнейшей обработки. С такими задачами информатика успешно справляется при символьном представлении информации о наблюдениях.

С информатической точки зрения все введенные (научные или ненаучные) сообщения должны подвергаться осмыслению для установления связей между частями сообщений. Поиск смысла сообщения - это вторая группа задач информатики. Наиболее известные методы поиска смысла сообщения в информатике состоят в синтаксическом, семантическом, прагматическом анализе, короче грамматическом анализе. Результатом такого анализа являются сообщения, которые формируются в его процессе и представляют собой средство для решения конкретных (не информатических) заданий использования ВМ.

С информатической точки зрения осмысление сообщений должно завершаться определением понятий, содержащихся в исходном сообщении. В этом состоит содержание следующей группы задач информатики. Определение понятия связано с формированием имени, идеи, определения, термина, суждений, метода, системы и др. атрибутов понятия.

С информатической точки зрения наиболее разрешенными или продвинутыми задачами информатики являются задачи представления данных, чуть более сложной является задача представления знаний (фактов, структурных данных, таблиц, графиков, утверждений и др.). Кодирование в символах связано со многими кибернетическими задачами передачи, хранения и обработки сообщений (информации). Другие формы представления связаны с конкретными науками и с дальнейшими задачами решения проблем исследования знаний.

С информатической точки зрения наиболее сложными задачами являются задачи обобщения знаний. Возникновение абстракций, процессы абстрагирования, связаны с процессами сжатия информации. Здесь под сжатием информации понимается сведение групп фактов в утверждения о фактах, а групп утверждений - в правила получения новых фактов. Такое сжатие не сравнимо с информационным сжатием, не связанным со смыслом сведений. Критерий сохранения и передачи смысла является здесь основным.

Высшей задачей информатики является задача синтеза новых данных или нового знания. Эта задача завершает полный перечень групп и отдельных задач информатики. Не исключаются случаи комбинирования задач различных групп, тогда получаются новые задачи информатики. Рассмотрим примеры нескольких конкретных задач в информатике для квалификации понятий "задача" и "проблема". Программирование требует творческого подхода к решению следующих задач:

· выбрать (например, из таблицы) имя некоторого понятия или идентификатор,

· определить понятия или идентификатор,

· выбрать средства для представления данных и знаний,

· собрать данные для обработки или формирования утверждений,

· построить формулу численного или логического вычисления,

· построить граф переходов для распознавания пути вычислений,

· применить правила преобразования логических формул.

Задачи информатики как науки составляют:

• изучить структуру, общие свойства информации, исследовать законы и методы создания, преобразования, накопления, передачи и использования информации. 

• систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники. Цель систематизации состоит в том, чтобы выделять, внедрять и развивать передовые, более эффективные технологии автоматизации этапов работы с данными, а также методически обеспечивать новые технологические исследования.

В составе основной задачи сегодня можно выделить такие основные направления информатики для практического применения:

• архитектура вычислительных систем (приемы и методы построения систем, предназначенных для автоматической обработки данных);

• интерфейсы вычислительных систем (приемы и методы управления аппаратным и программным обеспечением);

• программирование (приемы, методы и средства разработки комплексных задач);

• преобразование данных (приемы и методы преобразования структур данных);

• защита информации (обобщение приемов, разработка методов и средств защиты данных);

• автоматизация (функционирование программно—аппаратных средств без участия человека);

• стандартизация (обеспечение совместимости между аппаратными и программными средствами, между форматами представления данных, относящихся к разным типам вычислительных систем).



	3 Информатика как наука

		

		Инфоpматика — это основанная на использовании компьютерной техники дисциплина, изучающая структуру и общие свойства информации, а также закономерности и методы её создания, хранения, поиска, преобразования, передачи и применения в различных сферах человеческой деятельности. 

	В 1978 году международный научный конгресс официально закрепил за понятием "информатика" области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая компьютеры и их программное обеспечение, а также организационные, коммерческие, административные и социально-политические аспекты компьютеризации — массового внедрения компьютерной техники во все области жизни людей. 

	Таким образом, информатика базируется на компьютерной технике и немыслима без нее. 

	Информатика — научная дисциплина с широчайшим диапазоном применения. Её основные направления: 

	- разработка вычислительных систем и пpогpаммного обеспечения; 

	- теория информации, изучающая процессы, связанные с передачей, приёмом, преобразованием и хранением информации;

	- методы искусственного интеллекта, позволяющие создавать программы для решения задач, требующих определённых интеллектуальных усилий при выполнении их человеком (логический вывод, обучение, понимание речи, визуальное восприятие, игры и др.); 

	- системный анализ, заключающийся в анализе назначения проектируемой системы и в установлении требований, которым она должна отвечать; 

	- методы машинной графики, анимации, средства мультимедиа; 

	- средства телекоммуникации, в том числе, глобальные компьютерные сети, объединяющие всё человечество в единое информационное сообщество;

	- разнообразные приложения, охватывающие производство, науку, образование, медицину, торговлю, сельское хозяйство и все другие виды хозяйственной и общественной деятельности.

	Термином информатика обозначают совокупность дисциплин, изучающих свойства информации, а также способы представления, накопления, обработки и передачи информации с помощью технических средств.

	Теоретическую основу информатики образует группа фундаментальных наук, которую в равной степени можно отнести как к математике, так и к кибернетике: теория информации, теория алгоритмов, математическая логика, теория формальных языков и грамматик, комбинаторный анализ и т. д. Кроме них информатика включает такие разделы, как архитектура ЭВМ, операционные системы, теория баз данных, технология программирования и многие другие. 

	Информационная технология есть совокупность конкретных технических и программных средств, с помощью которых мы выполняем разнообразные операции по обработке информации во всех сферах нашей жизни и деятельности. Иногда информационную технологию называют компьютерной технологией или прикладной информатикой.

	Информатика является комплексной, междисциплинарной отраслью научного знания.




	Список использованных источников



1 Гуда А.Н., Бутакова М.А. Информатика (общий курс): Учебник. - М.: ИТК «Дашков и Ко», 2007. – 400 с.

2 Жукова Л.Е., Бурда Е.Г. Информатика: Учеб.пособие. - М.: ИТК «Дашков и Ко», 2007. – 272 с.

3 Каймин В.А. Информатика: Учебник (ГРИФ). – М.: ИНФРА-М, 2007. – 285 с.

4 Степанов.. А.Н.Информатика: Учебник для ВУЗов. – 5-е изд. – М.: ПИТЕР, 2007. – 768 с.

5 Павловская Т.А.Программирование на языке высокого уровня: Учебник для ВУЗов (ГРИФ). – М.: Питер, 2007. – 432 с.