Учебник для спо 4е издание, переработанное и дополненное

Название	Учебник для спо 4е издание, переработанное и дополненное
Дата	24.12.2022
Размер	0.65 Mb.
Формат файла
Имя файла	Informatika-i-informacionnye-tekhnologii-M.V.-Gavrilov.pdf
Тип	Учебник #862289
страница	3 из 6

1 2 3 4 5 6

Глава 1. Информация и кодирование
18

ции может быть более высокой. При увеличении уровня шумов достоверность информации снижается. В этом слу- чае для передачи того же количества информации требует- ся использовать либо больше данных, либо более сложные методы.
Полнота информации характеризует качество информа- ции и определяет достаточность данных для принятия ре- шений или для создания новых данных на основе имею- щихся. Неточная информация
— недостаточные, неточные,
неполные сведения об объекте, событии или процессе. Мо- жет использоваться для поиска решения задачи, но увели- чивает вероятность неправильных выводов и поэтому тре- бует уточнения, обновления данных.
Чем полнее данные, тем шире диапазон методов, кото- рые можно использовать, тем проще подобрать метод, вно- сящий минимум погрешностей в ход информационного процесса.
Актуальность информации — степень соответствия ин- формации текущему моменту времени. Достоверная и адек- ватная, но устаревшая информация может приводить к ошибочным решениям. Необходимость поиска (или раз- работки) адекватного метода для работы с данными способ- на приводить к такой задержке в получении информации,
что она становится неактуальной и ненужной.
Доступность информации — мера возможности полу- чить ту или иную информацию. На степень доступности ин- формации влияют одновременно как доступность данных, так и доступность адекватных методов для их интерпретации.
Отсутствие доступа к данным или отсутствие адекватных методов обработки данных приводят к одинаковому резуль- тату: информация оказывается недоступной. Отсутствие адекватных методов для работы с данными во многих слу- чаях приводит к применению неадекватных методов, в ре- зультате чего образуется неполная, неадекватная или недо- стоверная информация.
Объективность и субъективность информации. Поня- тие объективности информации является относительным.
Более объективной принято считать ту информацию, в ко- торую методы вносят меньший субъективный элемент. Так,
в результате наблюдения фотоснимка природного объекта или явления образуется более объективная информация,
чем в результате наблюдения рисунка того же объекта, вы- полненного человеком.
Глава 1. Информация и кодирование
18
1.2. Виды, формы представления информации
Если рассматривать информацию в широком смысле ис- ходя из подхода к ней как отображению разнообразия мира,
то можно выделить три вида информации: непроявленную,
проявленную, творящую.
Непроявленная информация — информация в «потенци- але», в закодированном виде, как бы «до востребования»,
смысл которой скрыт от человеческого сознания. Она не может быть воспринята непосредственно сознанием чело- века или его органами чувств (мнимая информация). Не- проявленной информацией считается, например, мыслен- ный образ будущей картины художника или инженерного проекта, информация, хранящаяся на магнитных и оптиче- ских дисках компьютера. В компьютере — это совокупность данных и программ на носителе информации.
Проявленная информация может восприниматься созна- нием человека и через его органы чувств. Проявленная ин- формация присуща всем формам материального существо- вания: высказывание человека, картина художника, книга,
изображение на мониторе, звук в наушниках и т.д. Прояв- ленная в вещественном мире информация может быть от-
раженной (без изменений) или отображенной — с измене- нием структуры и смысла в результате информационных преобразований и взаимодействий. Посредством компью- терных устройств объект восприятия (адресат) преобразует
(получает) отображенную информацию в виде печатной,
видео�, аудио� и другой информации.
Творящая информация рассматривается как сознание, ха- рактерна только для живых систем и включает способность стимулировать развитие (творение) систем.
В информатике информация — связанные между собой све- дения об объектах и явлениях окружающего мира. В процессе своей деятельности человек постоянно сталкивается и рабо- тает с той или иной информацией. Такую информацию мож- но рассматривать с точки зрения способа ее представления,
места возникновения, стадии обработки и т.д. По способу пред- ставления можно выделить следующие виды информации:
• текстовую (совокупность алфавитных, цифровых и специальных символов, с помощью которых информация отображается на бумажном носителе или экране монитора);
• графическую (графики, диаграммы, схемы и рисунки);
• звуковую (звуковые сигналы и радиоволны, применяе- мые в радиовещании, телефонии);
19
1.2. Виды, формы представления информации

• видеоинформацию (световые сигналы, воспринимае- мые зрением);
• мультимедиаинформацию (текстовая, графическая,
звуковая и видеоинформация, представляемая с помощью компьютерных средств).
По месту возникновения в организации выделяют: вход- ную и выходную, внутреннюю и внешнюю информацию.
По стадиям обработки информация может быть первичной,
вторичной и результатной.
Человек воспринимает и передает информацию в образ- ной и знаковой форме. Образное восприятие информации происходит в основном через органы чувств путем контакта с природой и объектами внешнего мира.
Элементами коммуникации (общения) людей являются знаки.
Знак — материально, чувственно воспринимаемый предмет, явление или действие, служащие для обозначения другого предмета, свойства или отношения; для переработ- ки и передачи информации. Любой знак обладает двумя ка- чествами: «обозначением» (формой представления) и «зна- чением» — смыслом. Значение может быть предметным,
смысловым или экспрессивным. Различают языковые и не- языковые знаки. Обмен информацией с помощью знаков возможен, если обозначение знака ассоциируется у челове- ка или устройства со значением. Совокупность знаков,
для которых между источником и приемником информа- ции существует соглашение о смысловом значении, называ- ется
знаковой системой. Последовательность знаков пред- ставляет информацию на материальном носителе — бумаге,
магнитном и оптическом диске, магнитной ленте.
Знак может выглядеть как символ (буква, цифра, знак препинания, математический знак, специальный дорожный знак) или как графическое изображение (крест для христи- ан, полумесяц для мусульман, геральдический знак и дву- главый орел на гербе), а также их сочетание.
Для обработки информации компьютерными устройства- ми необходим точный перечень знаков. Информация про- ходит ряд преобразователей (кодирующие и декодирующие устройства) и обрабатывающую вычислительную машину.
На стадиях преобразования и движения смысловые свойст- ва знаков отступают на второй план, поэтому понятие «ин- формация» заменяется общим понятием «данные».
Одни и те же знаки в зависимости от контекста несут разную информацию и расцениваются по-разному. В фор-
Глава 1. Информация и кодирование
20
мулах цифры используются как числа: запись 20:15 в мате- матике воспринимается как «20 делить на 15», а в расписа- нии поездов — как время отправления. В номерах квартир,
телефонов, автомашин цифры воспринимаются как обозна- чения, их никто не станет перемножать или возводить в куб.
К числам календарных дат (01.09.2013) применяют вычита- ние и сложение, но не умножение и деление.
Совокупность графических образов (символов, знаков,
рисунков, движущихся изображений); звуков; сигналов,
воспринимаемых органами осязания и обоняния, можно на- звать языком общения в природе.
Языки разговорный, деловой, литературный, устный и письменный называются естественными, их построение отражает исторические и культурные традиции общества,
психологические и образовательные особенности личности.
Сообщения могут содержать информацию о фактах (лат.
factum — сделанное, деяние, действие, поступок) или интер- претацию фактов (лат. interpretatio — истолкование, пере- вод). По знакам, свойственным обычному языку, формирует- ся сообщение, разновидность знаков языка составляет дол- говременную, хранимую основу национальной культуры.
Искусственный язык использует формальные знаковые системы (математические и логические выражения, симво- лы, ноты, дорожные знаки, знаки отличия, знаки морского флота), которые выполняют важную задачу замещения многословных и не всегда однозначных повествовательных высказываний естественного языка более строгими и ком- пактными символическими построениями.
Естественный и искусственный языки передают инфор- мацию знаками посредством сообщения.
Работать с информацией в электронных устройствах можно в одной из двух форм: аналоговой или цифровой.
Аналоговая форма кодирует информацию непрерывны- ми сигналами, которые меняются пропорционально тому,
что они представляют. Микрофоны и обычные видеокаме- ры представляют голос и видео аналоговыми сигналами.
Телефонная сеть передает голос по кабелю в виде аналого- вых сигналов: переменный ток (его называют «синусоидаль- ный несущий сигнал») непрерывно изменяется по частоте и амплитуде пропорционально (аналогично) звуковым ко- лебаниям голоса говорящего.
Аналоговые сигналы как изменение несущего сигнала при передаче информации применяются в телефонной связи,
21
1.2. Виды, формы представления информации

радио- и телевещании. Вычислительные машины, исполь- зующие аналоговую форму обработки данных, называются аналоговыми. Простым аналоговым вычислителем являет- ся электрический счетчик потребляемой электроэнергии в зависимости от напряжения и силы тока. Однако на пере- дачу аналоговых данных сильно влияют помехи, поэтому трудно управлять большим числом данных.
Цифровая обработка информации использует фиксиро- ванный, строго определенный набор знаков. Цифровые ото- бражения текста, изображений, звука, видео хранятся в па- мяти компьютера, а также передаются с помощью сигналов между устройствами компьютера, от компьютера к компью- теру (по локальной сети или через глобальную сеть Интер- нет), от устройства к компьютеру (от модема, со сканера,
цифровой фото- и видеокамеры), от компьютера к устрой- ству (принтеру, модему, монитору). Формы представления информации различны: компьютерные программы и доку- менты в цифровых кодах, символах, массивах чисел, запи- санные на различных носителях данных. Данные даются не в непрерывно меняющихся значениях, а в дискретных, кото- рые можно описать цифрами, например 0 и 1. Вычислитель- ные машины, использующие цифровую форму представления данных, называются цифровыми. В основе работы цифро- вой ЭВМ лежит двоичная система счисления.
1.3. Системы счисления
Система счисления — способ представления чисел, опи- рающийся на некоторое число n знаков, называемых цифра- ми. Число, равное количеству знаков n, употребляемых для обозначения количества единиц каждого разряда, называет- ся основанием системы счисления.
Происхождение наиболее распространенной десятичной системы связано с пальцевым счетом. Существовавшая в Древнем Вавилоне шестидесятиричная система осталась в делении часа и градуса угла на 60 минут и минут — на 60 се- кунд. В России до XVIII в. существовала десятичная систе- ма счисления, основанная на буквах алфавита а, в, г... с чер- той над буквой (от греческих букв: альфа, бета, гамма).
Современная десятичная система основана на десяти циф- рах, начертание которых 0, 1, 2, ..., 9 сформировалось в Ин- дии к V в. н.э. и пришло в Европу с арабскими рукописями
(«арабские цифры»). Двоичная система использует две ци- фры: 0 и 1. Шестнадцатиричная система использует 16 сим-
Глава 1. Информация и кодирование
22
волов: 0, 1, 2, ..., 9, А, В, С, D, E, F. Эти системы счисления на- зываются позиционными, так как значение каждой цифры числа определяется по ее месту (позиции, разряду) в ряду чисел, составляющих данное число. Позиция отсчитывает- ся справа налево; так, в десятичной системе: нулевой раз- ряд — разряд единиц, первый разряд — разряд десятков,
второй разряд — разряд сотен, потом тысячи и т.д.
В непозиционных системах счисления цифры не меняют своего количественного значения при изменении их распо- ложения в числе.
Например, 1 — I, 2 — II, 5 — IIIII.
Римская система счисления (I, II, III, IV, V) является сме- шанной, так как значение каждой цифры частично зависит от ее места (позиции) в числе. Например, IV — это 4 = 5 – 1,
а VI — это 6 = 5 + 1.
В десятичной системе каждый разряд может показать одно из 10 значений (цифру 0, 1, 2, ..., 9). Чтобы в десятичной системе записать следующее за девяткой число, добавляют слева новый разряд и ставят в его позицию цифру 1, после нее ноль и получается 10, т.е. десять. Два разряда в десятич- ной системе позволяют записать сто чисел: от 0 до 99, потом придется дописывать новый разряд для числа 100.
Цифры десятичного числа определяют число по основа- нию системы счисления и по нумерации разрядов с помощью,
например, такой формулы: 256 = 2
· 10 2
+ 5
· 10 1
+ 6
· 10 0
, где значение цифры умножается на 10 в степени «разряд циф- ры». В числе 256 цифра 2 стоит во втором разряде и означает две сотни, поэтому умножается на 10 2
; цифра 5 стоит в пер- вом разряде, означает 5 десятков и умножается на 10 1
; циф- ра 6 стоит в нулевом разряде и умножается на 1, т.е. на 10 0
Двоичная система счисления. В двоичной системе чис- лом в один разряд можно записать только два значения:
0 или 1, и все — возможности разряда кончились. Два разря- да в двоичном числе позволяют записать четыре разных числа, а три разряда — восемь чисел. Увеличивая разряд- ность цифр в числе до N разрядов, можно в двоичной систе- ме описать 2
N
разных чисел, сосчитать 2
N
объектов.
Пусть в системе счисления с основанием р записано че- тырехзначное число х, цифры в котором обозначим знаками с индексом внизу а
3
а
2
а
1
а
0
. Здесь а
0
— знак (цифра) для ну- левого разряда, а
1
— для первого разряда и т.д.
Число можно представить выражением
х = а
3
· р
3
+ а
2
· p
2
+ а
3
· p
1
+ а
0
· p
0
23
1.3. Системы счисления

Сравним запись десятичного числа 1946 = 1
· 10 3
+ 9
· 10 2
+
+ 4
· 10 1
+ 6
· 10 0
и двоичного 1010 = 1
· 2 3
+ 0
· 2 2
+ 1
· 2 1
+ 0
· 2 0
Показатель степени, в которую необходимо возвести осно- вание р исходной системы счисления, совпадает с номером соответствующей позиции.
Так как компьютер использует двоичную систему счис- ления, в нем важную роль играют и часто упоминаются чис- ла, служащие степенью числа 2, например: 8 (2 3
), 64 (2 6
),
128 (2 7
), 256 (2 8
). Самое большое 8-разрядное число с восе- мью двоичными единицами 11111111 = 1
· 2 7
+ 1
· 2 6
+ 1
· 2 5
+
+ 1
· 2 4
+ 1
· 2 3
+ 1
· 2 2
+ 1
· 2 1
+ 1
· 2 0
равно десятичному числу
128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 = 255. Вместе с нулем по- лучается как раз 256 целых чисел, что равно 2 8
Шестнадцатиричная система — система чисел по осно- ванию 16, использующая цифры от 0 до 9 и прописные или строчные буквы латинского алфавита от А (эквивалент деся- тичного числа 10) до F (эквивалент десятичного числа 15).
То есть в шестнадцатиричной системе счисления знаки-ци- фры — 0, 1, 2, 9, А, В, С, D, E, F. Число в двоичной системе разбивается на группы по четыре двоичных знака. Одна группа дает 2 4
= 16 комбинаций. Десятичное число 396
в двоичной системе обозначается как 110001100, а в шест- надцатиричной системе как 18С. Соответствие десятичных,
двоичных и шестнадцатиричных чисел показано в табл. 1.1.
Шестнадцатиричная система счисления применяется для обозначений адресов ячеек оперативной памяти компью- тера, оттенков цвета и дает не такие длинные ряды цифр,
Таблица 1.1
Соответствие чисел: десятичные, двоичные, шестнадцатиричные
0 00000000 0
1 00000001 1
2 00000010 2
3 00000011 3
4 00000100 4
5 00000101 5
6 00000110 6
7 00000111 7
8 00001000 8
9 00001001 9
10 00001010
А
11 00001011
В
12 00001100
С
13 00001101
D
14 00001110
Е
15 00001111
F
16 00010000 10
Десятич- ное число
Двоичное число
Шестнадцати- ричное число
Десятич- ное число
Двоичное число
Шестнадцати- ричное число
24

1 2 3 4 5 6