Предмет изучения информатики. Теоретическая информатика Учитель: Аксёнчикова И.А. - презентация

1 Предмет изучения информатики. Теоретическая информатика Учитель: Аксёнчикова И.А.

2 Термин «информатика» может употребляться в двух смыслах: информатика как научная область, предметом изучения которой являются информация и информационные процессы; в которой осуществляются исследования и изобретения новых средств работы с информацией; информатика как практическая область деятельности людей, связанная с применением электронно-вычислительных машин для работы с информацией.

3 В соответствии с современным пониманием информатика включает в себя четыре части: Теоретическая информатика. Средства информатизации. Информационные технологии. Социальная информатика.

4

5 Теоретическая информатика Философские проблемы понятия информации «Что такое информация?» На бытовом уровне информация отождествляется с содержанием некоторого сообщения, переданным одним человеком другому. наука не может ограничиться бытовым взглядом на информацию. Понятие информации относится к числу фундаментальных, то есть является основополагающим, не раскрывающимся через другие понятия.

6 Согласно одной из научных позиций, информация является свойством всего сущего, всех материальных объектов мира. Такая концепция информации называется атрибутивной (информация атрибут всех материальных объектов). Информация в мире возникла вместе со Вселенной. С такой предельно широкой точки зрения информация проявляется во взаимодействии одних объектов с другими, в изменениях, к которым такие взаимодействия приводят.

7 Наряду с атрибутивной точкой зрения существует другая функциональная. Согласно функциональному подходу информация возникает лишь на уровне жизни, так как связана с функционированием сложных самоорганизующихся систем, к которым относятся живые организмы и общество.

8 Современный подход к понятию информации связан с развитием научных представлений об информационных процессах, протекающих в живой и неживой природе: в природных, социальных и технических системах. Даже отдельно существующие живые клетки отчетливым образом реагируют на информацию, перемещаясь подальше от неблагоприятных воздействий или меняя форму и объем. В ходе эволюции возникло поразительное свойство живых организмов: копировать и сохранять всю информацию о себе во всех собственных клетках в форме молекул ДНК. Эта информация в процессе деления клетки передается и распространяется во времени и в пространстве.

9 Теория информации. Методы измерения информации Современная теория информации начиналась с работ математиков Р. Хартли и К. Шеннона, выполненных в 30-х-40-х годах XX века. ЦЕЛЬ: разработка способа измерения количества информации, основанного на теории вероятностей. В теории информации принято учитывать ценность ин­формации, содержащейся в сообщении для его получателя.

10 В технике используют более простой и грубый способ измерения информации, который измеряет не количество информации, а ее «объем» подсчитывается число символов в сообщении. Объем информации связан с общим числом символов и «мощностью алфавита» и не учитывает содержа­ния сообщения.

11 Теория информации не ограничивается вопросами измерений. Объектами ее изучения являются также вопросы кодирования и надежности передачи по каналам связи. Кодирование это процесс преобразования одной формы представления информации в другую

12 Одним из способов защиты информации от искажений является дублирование сообщений. В классических работах К. Шеннона было показано, что возможно создание системы эффективного кодирования и решение проблемы помехоустойчивости.

13 Информационное моделирование Моделирование неотъемлемый компонент общечеловеческой культуры и мощный метод познания окружающего мира, природы и общества. Построение моделей и реализация их на компьютере является одним из основных направлений прикладной информатики. Существует множество классификаций моделей. Широко распространенным видом моделирования является математическое моделирование.

14 Теория алгоритмов В теоретической информатике существует раздел теория алгоритмов. Понятие алгоритма неразрывно связано с представлени­ем об исполнителе алгоритма. Объектом исследования теории алгоритмов являются так называемые «абстрактные машины» (например, «машина Тьюринга»). Центральной проблемой теории алгоритмов является вопрос алгоритмической разрешимости задачи.

15 Системы искусственного интеллекта Проблема искусственного интеллекта связана с проблемой восприятия информации. Восприятие информации процесс преобразования сведений, поступающих в живой организм или техническую систему из внешнего мира, в форму, удобную (пригодную) для дальнейшего использова­ния (преобразования) поступившей информации. Чтобы что-то познать, надо попытаться это воспроизвес­ти. Примерно так можно сформулировать сущность метода моделирования в науке. Моделированием сложных интел­ лектуальных процессов и занимается наука под названием «Искусственный интеллект».

16 К сфере искусственного интеллекта может быть отнесена любая задача, для которой неизвестен (или вообще может не существовать) четкий алгоритм решения. Приведем ряд примеров: медицинская диагностика болезней; перевод текста на иностранный язык; составление резюме текста; игра в шахматы

17 Методы представления знаний Одним из важных направлений в искусственном интеллекте является разработка систем, основанных на знаниях. Их часто называют экспертными системами. В основе всякой экспертной системы лежит база знаний компьютерная модель знаний специалиста в определенной предметной области. Поэтому важнейшей научной задачей этого направления является разработка методов представления знаний.

18 Логическая база знаний это совокупность основополагающих фактов и правил в определенной предметной области. А всевозможные последствия, выводы получаются путем применения аппарата формальной логики. Применимость логической модели весьма ограничена для создания промышленных и других крупных экспертных систем.

19 Семантические сети. Семантической сетью называется система понятий и отношений между ними, представленная в графической форме.

20 Продукционная модель знаний построена на правилах (продукциях), представляемых в форме: ЕСЛИ выполняется некоторое условие, ТО выполняется некоторое действие

21 На основе поступающих данных экспертная система, анализируя имеющиеся правила, принимает решение о необхо­димых действиях. Например: ЕСЛИ температура в помещении < 15°, ТО включить отопление

22 Фреймы. Фрейм это некоторый абстрактный образ, относящийся к определенному типу объектов, понятий. Фрейм объединяет в себе атрибуты (характеристики), свой­ственные данному объекту. Фрейм имеет имя и состоит из частей, которые называются слотами. Изображается фрейм в виде цепочки: Имя фрейма =...

23 пример фрейма под названием «Битва» Битва = Такое представление называется прототипом фрейма. Если же в слоты подставить конкретные значения, то полу­чится экземпляр фрейма. Такое представление называется прототипом фрейма. Если же в слоты подставить конкретные значения, то полу­ чится экземпляр фрейма. Например: Битва =