Дисципліна: «Інформатика» Лекція 1 Тема:Зміст і значення дисципліни. Роль інформатики у формуванні сучасного спеціаліста. Поняття інформатики. Викладач: - презентация

1 Дисципліна: «Інформатика» Лекція 1 Тема:Зміст і значення дисципліни. Роль інформатики у формуванні сучасного спеціаліста. Поняття інформатики. Викладач: А.В. Каблов

2 План 1.Поняття інформатики та інформації. 2.Представлення інформації. Одиниці вимірювання інформації. Одиниці вимірювання інформації 3.Обробка, збереження та передача інформації. Системи числення Носії інформації Пропускна здатність каналів зв'язку

3 Література: 1.Гаєвський О.Ю. Інформатика: 7-11кл.: Навч.посіб. - К.: А.С.К., с.:іл..§1-4 ст Редько М.М. Інформатика та комп'ютерна техніка.: Навчально-методичний посібник. - Вінниця: Нова Книга, с. Вступ Поняття про інформацію. Файли і файлова структура. Ст. З-19 Д.М. Шост Інформатика Turbo Pascal класи О.Ю. Гаєвський Інформатика 7-11 класи Н.В. Морзе Інформатика клас Й.Я. Ривкін Інформатика 10 клас, 11 клас

4

5 1.Поняття інформатики та інформації. Інформатика - це наука про методи представлення, накопичення, обробки і передачі інформації за допомогою ЕОМ (електронно-обчислювальні машини). Вона включає групу наукових дисциплін, до яких відносять: теоретичне програмування, обчислювальну і дискретну математику, штучний інтелект, робототехніку і інші розділі наук, що вивчають окремі аспекти реалізації цих методів. Предметом інформатики є науково-технічна та інша інформація, її об'єктом науково інформаційна діяльність, а основним інструментом ЕОМ. Під інформацією розуміють сукупність даних (тексти, документи, таблиці, малюнки. графіки і т.д.). які розмішаються на яких-небудь носіях і є об'єктами обробки, зберігання та передачі. ЕОМ є універсальних пристроєм для перетворення інформації і виконання над нею перераховуючи операцій.

6 2.Представлення інформації. Одиниці вимірювання інформації. Інформація представляється у вигляді інформаційних повідомлень, що передаються від джерела до споживача по канату зв'язку. Джерело інформації Кодувальний пристрій Декодувальний пристрій Споживач інформації Канал зв'язку Повідо млення ння Інформація представляється у вигляді інформаційних повідомлень, що передаються від джерела до споживача по канату зв'язку. У кодувальному пристрої формується повідомлення, яке по каналах зв'язку передається до одержувача. У декодувальному пристрої приймача одержувача відбувається перетворення повідомлення до вигляду, прийнятного для одержувача інформації. Для того, щоб повідомлення можна було передати, його необхідно якось зафіксувати (представити). В загальному випадку представлення здійснюється за допомогою кінцевого та підпорядкованого набору символів, який називається алфавітом. З послідовностей символів алфавіту будують слова. Тоді повідомлення будемо розглядати як послідовність слів.

7 При використанні технічних засобів передачі інформації спосіб представлення повідомлення в каналі зв'язку (К З) змінюється і один алфавіт змінюється іншим. В такому випадку правило відображення символів одного алфавіту в символи іншого алфавіту та навпаки називають кодом, а саме процес такого перетворення називають перекодуванням повідомлення. Наприклад: Азбука Морзе. При передачі інформації важливо оцінити кількість інформації (що передається або приймається)іншими словами, потрібно виміряти цю кількість.

8 Одиниці вимірювання інформації Як визначено вище, поняття Кількість інформації пов'язано з представленням повідомлення у вигляді послідовностей слів, які в свою чергу складаються з символів деякого алфавіту. Вимірювання цієї кількості проводиться шляхом порівняння з деяким еталоном подібно тому, як довжина шляху порівнюється з еталоном відстані метром. Для представлення інформації в обчислювальній машині використовується двосимвольний (або двійковий) алфавіт, до складу якого входять символи-цифри 0 і 1 Для такого алфавіту за еталон вибрали таку послідовність слів, яка складається з одного символу. Кількість інформації, що міститься в еталоні послідовності, приймають за одиницю вимірювання інформації, звану 1біт (від англ. Binary big it двійковий розряд) Таким чином 1-біт - це кількість інформації, що міститься повідомленні,яке складається з одного символу двійкового алфавіту. Одним бітом можуть бути представлені два поняття: 0 або 1 (так чи ні, чорне або біле, істина або неправда тощо). Якщо кількість бітів збільшити до двох, то вже представити чотири різні поняття: Трьома бітами можна закодувати вісім різних значень: Збільшуючи на одиницю кількість розрядів у системі війкового кодування, ми збільшуємо в два рази кількість значень, яка може бути представлена в даній системі, тобто представлена формула має вигляд: N=2 m де: N - кількість незалежних кодувальних значень; m - розрядність двійкового кодування, прийнята в даній системі.

9 Маючи еталон, легко оцінити кількість інформації в будь-якому повідомленні. Для цього це повідомлення перекодовують в двійковій алфавіт. Після чого кількість інформації в повідомлення вважають рівним кількості символів що його складають. Як правило комп'ютер з процесі обміну або обробки даних працює не з окремими бітами, а з 8 бітами відразу як з єдиним цілим. Такі 8 послідовних біт названо 1 байт є загально прийнятою одиницею вимірювання інформації в системі СІ. За допомогою 1 байта можна закодувати один з 256 символів (число різних восьми символьних комбінацій, що складаються з 0 і 1, дорівнює 2 8 =256). Відповідність між набором символів (літер, цифр і т.п.) і представляючи ми їх числовими значеннями називається кодова таблиця символів. Більш великими одиницями для вимірювання інформації в обчислювальній техніці є: 1Кбайт (кілобайт) = 1024 байт; 1Мбайт (мегабайт) = 1024 Кбайт; 1Гбайт (гігабайт) = 1024 Мбайт;

10 Замість того, щоб використовувати гори паперу, можна записати все на диск. Так буде вигідніше і компактніше. Для порівняння укажемо,що обсяг інформації на 1 сторінці друкарського тексту в форматі операційної системи DOS, приблизно дорівнює 2 Кбайт.

11 3. Обробка, збереження та передача інформації. Системи числення. Як показано вище, ЕОМ виконує операції обробки, збереження та передачі над інформацією, яка представлена в числовій формі (тобто, інформація будь-якого типу перетворюється на послідовність з нулів і одиниць, такі послідовності називають машинні коди). Для роботи з числовою інформацією існують, так звані, системи числення. Систем числення - це сукупність прийомів і правил побудови та зображення чисел за допомогою символів (переважно цифр). Кожна система числення включає в себе: 1. Певний набір символів для запису чисел - алфавіт. 2. Певний спосіб читання чисел. Існую досить багато різних систем числення. Всі вони поділяються на два класи: позиційні - кількість, що позначає цифра залежить від її місця (позиції) в зображенні числа; непозиційні - кількість, що позначається цифрою, не залежить від її місця (позиції) в зображенні числа. В повсякденному житті та обчислювальній техніці використовують позиційні системи числення, тому що вони дозволяють автоматизувати процес обчислювання. З позиційними системами числення пов'язані поняття: Основа системи числення - кількість символів алфавіту системи числення (воно також показує у скільки раз одиниця сусіднього старшого розряду більше одиниці сусіднього молодшого розряду). Звична для нас система запису чисел являє собою позиційну десятиричну систему числення тому, що числове значення будь-якої з десяти цифр, що використовуються в цій системі, залежить від позиції, на якій вона стоїть і її алфавіт складається з 10 цифр. Розряд числа - кожна позиція в зображенні числа з привласненим їй порядковим номером. Вага розряду - визначає кількісний еквівалент кожного розряду.

12 Носії інформації У вигляді послідовностей 1 і 0 будь-яка інформація зберігається в пам'яті ПК на так званих, носіях інформації. Основною характеристикою накопичувачів є їхня інформаційна ємність. Інформаційна ємність - це максимальна кількість інформації, що може бути записана в пристрій збереження інформації (наприклад у память а бо на диск). В якості носіїв інформації найбільш часто використовуються: * магнітна стрічка (МС); * магнітні диски (МД); * оптичні диски (СD); * магнітооптичні диски (МО). Для збереження інформації на магнітних носіях (МС, МД, МО), кожна ділянка для збереження одного біта такого носія може бути по різному намагнічена для зберігання 1 чи 0. Запис і зчитування інформації з магнітних носіїв здійснюється спеціальними пристроями, які називаються електромагнітні головки. Магнітооптичні диски відрізняються від магнітних тим, що запис інформації здійснюється за допомогою лазерного променю, який розігріває поверхню диска. Що ж стосується СD, то збереження інформації на них здійснюється інакше. На диск наносяться ділянки які по різному відбивають світло і зберігають відповідно 0 та 1. Запис та читання інформації на таких дисках здійснюється повністю за допомогою лазерного променю. Незважаючи на досить велику місткість сучасних носіїв інформації, настає момент коли носії переповнюються. Для збільшення загального об'єму інформації, яка зберігається на ПК, використовують різні способи ущільнення даних (архівацією). І хоча інформація, яка зберігається в системному вигляді непридатна до негайного використання, але вона у разі потреби може бути будь-коли перетворена (розархівована) у свій первісний вигляд. Існують різноманітні алгоритми ущільнення даних. Зберігання різноманітних даних у вигляді архівів дозволяє ефективніше використовувати носії інформації.

13 магнітооптичні диски (МО). магнітна стрічка (МС); оптичні диски (СD); магнітні диски (МД);

14 * Пропускна здатність каналів зв'язку * Як з'ясовано вище, при передачі інформації важливу роль відіграє канал зв'язку (КЗ). Важливою характеристикою будь- якого КЗ є його пропускна здатність. Пропускна здатність КЗ - вказує яку кількість інформації можна передати через КЗ за деякий проміжок часу. В якості одиниці вимірювання пропускної здатності каналу зв'язку використовують біт/с ТИП КАНАЛУ ЗВ 'ЯЗКУПРОПУСКНА ЗДАТНІСТЬ (БОД) ТБмільйони - десятки млн.. Телефонитисячі - десятки тисяч ОчіМільйони ВухаТисячі Органи смакуОдиниці Центральна нервова системаОдиниці У таблиці 1 наведені дані про пропускну здатність деяких технічних і Пропускна здатність КЗ - вказує яку кількість інформації можна передати через КЗ за деякий проміжок часу. В якості одиниці вимірювання пропускної здатності каналу зв'язку використовують біт/с.

15 Пропускна здатність КЗ залежить від способу передачі інформації. Розріняють 2 способи передачі інформації: Інформація передається послідовно, тобто по 1 біту в момент часу. Інформація передається паралельно, тобто більше 1 біту в момент часу. В комп'ютерних системах використовується обидва способи передачі інформації. Для передачі і прийому інформації в ПК існують спеціальні пристрої, які називаються портами введення/виведення (в/в). Є паралельні і послідовні порти в/в. Через порти в/в може здійснюватися обмін інформацією як між ПК і зовнішніми пристроями, так і між двома ПК (таке з'єднання часто називають нуль- модемне або пряме кабельне з'єднання).

16 Контрольні запитання: 1. Що таке інформатика та інформація? 2. Методи представлення інформації. 3. Наведіть приклад повідомлень 4. Яким чином передається інформація? 5. Наведіть приклад аналогової та цифрової інформації 6. Назвіть відомі вам типи носіїв інформації 7. Які одиниці виміру інформації існують? 8. Ємність дискети становить 1,44 Мбайт. Чому дорівнює ця ємність у кілобайтах і в байтах? 9. Дайте означення позиційним та непозиційним системам числення. 10. Що таке система числення? 11. Що таке пропускна здатність каналів звязку?