Понятие информации
План:
I. 1. Введение.
2. Понятие «информация»:
2.1. В физике.
2.2. В биологии.
2.3. В кибернетике.
3. Представление информации.
4. Каналы передачи информации.
5. Локальные компьютерные сети.
6. Хранение информации.
7. Заключение.
II. Практическая часть.
III. Формула.
Введение.
Революция в автоматизации делопроизводства в офисе в 80-е годы прошлого века стала реально возможна в связи с созданием и широким распространением персональных компьютеров. Персональные компьютеры в первую очередь вытеснили из обращения печатающие машинки, составляющие основу технических средств подготовки печатных документов. Преимущества компьютера, оснащенного специальным текстовым процессором (редактором), перед печатающей машинкой были явными и заключались в том, что обеспечивали значительное повышение удобства, производительности выполнения работ и, самое главное, повышение качества получаемых при этом документов. Разделение во времени этапов подготовки документа, таких, как ввод, редактирование, оформление, подготовка к печати и собственно сама печать сделали процесс создания документа более простым и технологичным.
Понятие «информация».
Слово «информация» происходит от латинского слова informatio, что в переводе означает сведение, разъяснение, ознакомление.
Информация может существовать в виде:
текстов, рисунков, чертежей, фотографий;
световых или звуковых сигналов;
радиоволн;
электрических и нервных импульсов;
магнитных записей;
жестов и мимики;
запахов и вкусовых ощущений;
хромосом, посредством которых передаются по наследству признаки и свойства организмов и т.д.
Современные компьютеры могут работать с пятью видами информации:
числовой;
текстовой;
графической;
звуковой;
видеоинформацией.
Понятие «информация» является базовым в курсе информатики, невозможно дать его определение через другие, более «простые» понятия. Данное понятие используется в различных науках (информатике, кибернетике, биологии, физике и др.), при этом в каждой науке понятие «информация» связано с различными системами понятий.
Информация в физике. В физике мерой беспорядка, хаоса для термодинамической системы является энтропия системы, тогда как информация (антиэнтропия) является мерой упорядоченности и сложности системы. По мере увеличения сложности системы величина энтропии уменьшается, и величина информации увеличивается. Процесс увеличения информации характерен для открытых, обменивающихся веществом и энергией с окружающей средой, саморазвивающихся систем живой природы (белковых молекул, организмов, популяций животных и так далее).
Таким образом, в физике информация рассматривается как антиэнтропия или энтропия с обратным знаком.
Информация в биологии. В биологии понятие «информация» связывается с целесообразным поведением живых организмов. Такое поведение строится на основе получения и использования организмом информации об окружающей среде.
Понятие «информация» в биологии используется также в связи с исследованиями механизмов наследственности. Генетическая информация передается по наследству и хранится во всех клетках живых организмов. Гены представляют собой сложные молекулярные структуры, содержащие информацию о строении живых организмов. Последнее обстоятельство позволило проводить научные эксперименты по клонированию, то есть созданию точных копий организмов из одной клетки.
Информация в кибернетике. В кибернетике (наука об управлении) понятие «информация» связано с процессами управления в сложных системах (в живых организмах или технических устройствах). Жизнедеятельность любого организма или нормальное функционирование технического устройства зависит от процессов управления, благодаря которым поддерживаются в необходимых пределах значения их параметров. Процессы управления включают в себя получение, хранение, преобразования и передачу информации.
Представление информации1.
Человек получает информацию из окружающего мира с помощью органов чувств, анализирует ее и выявляет существенные закономерности с помощью мышления, хранит полученную информацию в памяти. Компьютер практически также воспринимает и обрабатывает информацию, единственное отличие состоит в том, что в компьютере информация передается в последовательности импульсов (есть импульс - 1, нет импульса – 0).
Представление информации может осуществляться с помощью языков, которые являются знаковыми системами. Каждая знаковая система строится на основе определенного алфавита и правил выполнения операций над знаками.
Знаки могут иметь различную физическую природу. Например, для представления информации с использованием языка в письменной форме используют знаки, которые являются изображениями на бумаге или других носителях, в устной речи в качестве знаков языка используются различные звуки (фонемы), а при обработке текста на компьютере знаки представляются в форме последовательности электрических импульсов.
Кодирование информации
Представление информации происходит в различных формах в процессе восприятия окружающей среды живыми организмами и человеком, в процессах обмена информацией между человеком и человеком, человеком и компьютером и так далее. Преобразование информации из одной формы представления (знаковой системы) в другую называется кодированием. Средством кодирования служит таблица соответствия знаковых систем, которая устанавливает взаимно однозначное соответствие между знаками или группами знаков двух различных знаковых систем.
В процессе обмена информацией часто приходится производить операции кодирования и декодирования информации. При вводе знака алфавита в компьютер путем нажатия соответствующей клавиши на клавиатуре происходит кодирование знака, то есть преобразование его в компьютерный код. При выводе знака на экран монитора или принтер происходит обратный процесс – декодирование, когда из компьютерного кода знак преобразуется в его графическое изображение.
Кодирование – это операция преобразования знаков или групп знаков одной знаковой системы в знаки или группы знаков другой знаковой системы.3
Каналы передачи информации
Обмен информацией производится по каналам передачи информации. Каналы передачи информации могут использовать различные физические принципы. Так, при непосредственном общении людей информация передается с помощью звуковых волн, а при разговоре по телефону – с помощью электрических сигналов, которые распространяются по линиям связи. Компьютеры могут обмениваться информацией с использованием каналов связи различной физической природы: кабельных, оптоволоконных, радиоканалов и др.
Общая схема передачи информации включает в себя отправителя информации, канал передачи информации и получателя информации. Если производится двусторонний обмен информацией, то отправитель и получатель информации могут меняться ролями.
|
Отправитель информации |
|
Получатель информации |
Канал передачи информации
Основной характеристикой каналов передачи информации является их пропускная способность (скорость передачи информации). Пропускная способность канала равна количеству информации, которое может передаваться по нему в единицу времени.
Обычно пропускная способность измеряется в битах в секунду (бит/с) и кратных единицах Кбит/с и Мбит/с.
Но бит — слишком мелкая единица измерения. На практике чаще применяется более крупная единица — байт, равная восьми битам. Именно восемь битов требуется для того, чтобы закодировать любой из 256 символов алфавита клавиатуры компьютера (256=28).
Широко используются также ещё более крупные производные единицы информации:
1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 210 байт,
1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 220 байт,
1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230 байт.
В последнее время в связи с увеличением объёмов обрабатываемой информации входят в употребление такие производные единицы, как:
1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 240 байт,
1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 250 байт.
За единицу информации можно было бы выбрать количество информации, необходимое для различения, например, десяти равновероятных сообщений. Это будет не двоичная (бит), а десятичная (дит) единица информации.
Локальные компьютерные сети
При работе на персональном компьютере в автономном режиме пользователи могут обмениваться информацией (программами, документами), лишь копируя ее на дискеты. Однако перемещение дискетами между компьютерами не всегда возможно и может занимать достаточно продолжительное время.
Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью совместного использование информации пользователями, работающими на удаленных друг от друга компьютерах. Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместного использования принтеров и других периферийных устройств и даже одновременной работы с документами.
Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении или в одном здании.
Локальная сеть объединяет несколько компьютеров и дает возможность пользователям совместно использовать ресурсы компьютеров, а также подключенных к сети периферийных устройств.
В небольших локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, то есть пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера (диски, каталоги, файлы) сделать общедоступными по сети. Такие сети называются одноранговыми.
Если к локальной сети подключено более 10 компьютеров, одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной. Для увеличения производительности, а также в целях обеспечения большей надежности при хранении информации в сети некоторые компьютеры специально выделяются для хранения файлов и программных приложений. Такие компьютеры называются серверами, а локальная сеть – сеть на основе сервера.
Хранение информации
Информация в персональном компьютере помещается на диски, в файлы.
Файл – это независимая смысловая единица информации, имеющая собственное имя и хранящаяся на диске.
Немного упростим определение: файл – это область на диске или другом носителе информации, имеющая имя.
Файл может быть программой, таблицей, текстом, графическим изображением и др.
Для доступа к данным, хранящимся в файле, необходимо знать имя этого файла.
Полное имя файла – это путь к файлу от имени диска, на котором он хранится3.
Имя файла состоит из двух частей: самого имени длиной от 1 до 255 символов и расширения, длиной до трех символов. Имя и расширение отделяются друг от друга точкой без пробелов.
В именах можно использовать:
буквы;
цифры;
некоторые специальные знаки:
$ (доллар); - (дефис); _ (подчеркивание); # (решетка); & (амперсанд); @ (улитка); ! % ^ . ' и др.
В именах нельзя использовать следующие символы:
| - вертикальная черта, \ - косая черта, : - двоеточие, ? – знак вопроса, * звездочка, " – кавычки, <> - треугольные скобки, . – точка.
Файлы в персональном компьютере помещаются в папки (каталоги, директории). В папках могут располагаться не только файлы, но и другие папки (подкаталоги, поддиректории).
Папки, как и файлы, имеют имя. Имя папки имеет не более восьми символов. Расширение не имеют. Все папки и файлы собираются в компьютере на дисках. Это может быть жесткий диск – винчестер, дискета (НГМД), CD-диск. Диск также имеет имя. Имя диска состоит из одной латинской буквы и рядом двоеточие. Например, A: - дисковод для дискеты, C: - винчестер, который может быть разбит на несколько дисков. Все папки и файлы на диске содержатся в корневом каталоге.
Заключение.
Передача информации – очень необходимая вещь для каждого человека и всего человечества в целом. Информатизация общества в настоящее время достигает новых вершин. Это связано с возникновением новых современных информационных технологий, позволяющих человеку увеличивать объемы обрабатываемой и передаваемой информации. Главным предметом обработки и передачи информации является персональный компьютер. Все чаще передача информации между различными организациями или юридическими лицами осуществляется через локальные или глобальные компьютерные сети, что заставляет общество все глубже изучать этапы и способы передачи информации.
Таким образом, тема передачи информации остается актуальной и в современном мире.
Список используемой литературы:
Н.Угринович «Информатика и информационные технологии», Москва, 2003 года издания.
С.Симонович, Г.Евсеев «Занимательный компьютер», Москва, 2002 года издания.
Леонтьев В.П., «Новейшая энциклопедия персонального компьютера», Москва, 2003 года издания.
Фигурнов В.А., «ПК для начинающих», Москва, 1995 года издания.
II. Практическая часть.
1. Какие целые числа следуют за числами: FF>16>
100>16>,101>16>,102>16>,103>16>,104>16>,105>16>,106>16>,107>16>,108>16>,109>16>…
2. Какие целые числа предшествуют числам:10100>2>
1>2>; 10>2>; 11>2>; 100>2>; 101>2>; 110>2>; 111>2> 1000>2>; 1001>2>; 1010>2>; 1011>2>; 1110>2>; 1101>2>; 1110>2>; 1111>2>; 10000>2>; 10001>2>; 10010>2>; 10011>2>.
3. Переведите числа в десятичную систему, а затем проверьте результаты, выполнив обратные переводы: 1F>16>
1F>16> = 15 * 160 + 1 * 161 = 31>10>
31>10>: 16 = 1F>16>
4. Переведите числа из десятичной системы в двоичную, восьмеричную и шестнадцатеричную, а затем проверьте результаты, выполнив обратные переводы: 229>10>
1) 229>10>: 2 = 11100101>2>
11100101>2> = 1*20+0*21+1*22+0*23+0*24+1*25+1*26+1*27 = 5+96+128 = 229>10>
2) 229>10>: 8 = 345>8>
345>8> = 5*80+4*81+3*82 = 192+32+5 = 229>10>
3) 229>10>: 16 = E5>16>
E5>16> = 5*160+14*161 = 224+5 = 229>10>
5. Переведите числа из двоичной системы в восьмеричную и шестнадцатеричную, а затем проверьте результаты, выполнив обратные переводы: 1110101011,1011101>2>
1) 1110101011,1011101>2> = 1653,564>8> (по таблице)
1653,564>8> = 1110101011,1011101>2> (по таблице)
2) 1110101011,1011101>2> = 3AB,BA>16> (по таблице)
3AB,BA>16> = 1110101011,1011101>2> (по таблице)
6. Переведите в двоичную и восьмеричную системы шестнадцатеричные числа:2CE>16>
1) 2CE>16> = 1011001110>2> (по таблице)
1011001110>2> = 2CE>16> (по таблице)
2) 2CE>16> = 21416>8> (по таблице)
21416>8> = 2CE>16> (по таблице)
7. Выпишите целые числа: от 202>3> до 1000>3> в троичной системе
210; 211; 212; 220; 221; 222.
8. E>16>+9>16>+F>16> = 17>16>+F>16> = 26>16>
E>16> = 14*160 = 14>10>
9>16> = 9*160 = 9>10>
F>16> = 15*160 = 15>10>
14>10>+9>10>+15>10> = 38>10>
26>16> = 6*160+2*161 = 32+6 = 38>10>
9. Вычтите: 16,54>8> из 30,01>8>
_30,01>8>
16,54>8>
11,25>8>
10. Перемножьте числа, а затем проверьте результаты, выполнив соответствующие десятичные умножения: 1011,11>2> и 1010,1>2>
1011,11>2>*101,1>2> = 110111,011>2>
1011,11>2> = 1*23+0*22+1*21+1*20+1*2-1+1*2-2 = 11,75>10>
101,1>2> = 1*22+0*21+1*20+1*2-1 = 5,5>10>
11,75>10>*5,5>10 >= 64,625>10>
III. Формула.
1