Главная страница
Навигация по странице:

  • «Материальная» база

  • Кодирование графической информации в ПК (2,3)

  • Лекция. Конспект лекции 1. Информация и информатика


    Скачать 0.5 Mb.
    НазваниеИнформация и информатика
    АнкорЛекция
    Дата12.04.2021
    Размер0.5 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаКонспект лекции 1.doc
    ТипКонспект
    #193740

    Подборка по базе: Тұралы Толғанай лекс конспект 13 апта.docx, ГО в туризме - задание 1 по лекции 1.doc, опорный конспект к теме 2.pdf, КИМ информатика.docx, Материалы по общей океанологии (план лекции и лабораторные).docx, 3- тапсырма конспект.pdf, Волкова конспект 11 класс.docx, Карла информатика.docx, Аналитический конспект статей.docx, Аудит. Конспект лекций_В. А. Ерофеева, В. А. Пискунов, Т. А. Бит

    Конспект лекции №1.
    Тема: Информация и информатика.


    1. Информация и информационные процессы.

    2. Роль, место, предмет и задачи информатики.

    3. Кодирование, представление, обработка и хранение информации.




      1. Информация и информационные процессы.


    Термин «информация» (в переводе с латинского) – разъяснение, осведомление, изложение.

    Однозначного ответа на вопрос «что же такое «информация»? не существует. Имеются лишь частные мнения, в той или иной мере «принятые для обращения».

        • В бытовом смысле под информацией понимают сведения, которые человек получает в общении с природой и обществом с помощью своих органов чувств.

        • В научном смысле слово «информация» означает сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые воспринимают информационные системы (живые организмы, управляющие машины и др.) в процессе жизнедеятельности и работы.

        • Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, звуков, графиков, рисунков и т.п.), несущую смысловую нагрузку и представленную в понятном компьютеру виде.

    Важно понимать, что ни одна из приведенных выше трактовок не может считаться определением. Информация выступает основным, базовым понятием науки информатики, а для большинства наук базовые понятия являются неопределяемыми.

    Специфика понятия «информации» еще и в том, что оно рассматривается с позиции разных наук. Им оперируют биологические, социальные и технические науки, т.к. без него невозможно объяснить строение и функционирование сложных систем, не рассматривая общих закономерностей информационных систем.

    Схема 3






    Человек так устроен, что воспринимает информацию с помощью органов чувств. Мы не найдем двух одинаковых листьев на одном дереве и не услышим двух абсолютно одинаковых звуков - это информация аналоговая. Если же разным цветам дать номера, а разным звукам - ноты, то аналоговую информацию можно превратить в цифровую.

    Музыка, когда мы ее слышим, несет аналоговую информацию, но стоит только записать ее нотами, как она становится цифровой. Мы легко найдем разницу в одной и той же ноте, если исполнить ее на фортепиано и на флейте, хотя на бумаге эти ноты выглядят одинаково.

    Органы чувств человека так устроены, что он способен принимать, хранить и обрабатывать аналоговую информацию. Многие устройства, созданные человеком, тоже работают с аналоговой информацией. (2)
    На протяжении всей жизни человек постоянно участвует во всевозможных информационных процессах.

    Информационный процесс – это процесс, в ходе которого изменяется содержание информации или форма ее представления.

    Виды информационных процессов: получение, хранение, передача, обработка, использование.

    С помощью органов чувств люди воспринимают информацию, осмысливают ее и на основании своего опыта, имеющихся знаний, интуиции принимают определенные решения. Эти решения воплощаются в реальные действия, которые в разной степени преобразуют окружающий мир.
    Пример. Глядя на дорогу, по которой мы идем, мы собираем информацию с помощью зрения. В нервной ткани глаза информация сложным образом преобразуется и передается в зрительные отделы головного мозга. Здесь она подвергается дальнейшей обработке и результат обработки немедленно используется: к нашим мышцам поступают сигналы (информация) – и мы обходим лужи, перешагиваем через камни.

    Пример. Еще одна система сбора и переработки информации в нашем организме – система терморегуляции. Наша кожа содержит около 300 тыс. клеток-датчиков, собирающих информацию о температуре тела. Собранная информация попадает в определенные участки головного мозга: центры теплоотдачи (оправляют охлаждением тела) и теплопродукции (управляют нагреванием). В этих центрах информация обрабатывается и в случае необходимости нагрева, например, интенсивнее прокачивается теплая кровь по сосудам, а для охлаждения – усиливается процесс потоотделения. Если центры теплопродукции дезинформировать (например, раздражая электрическим током), то они могут разогреть тело вплоть до смертельной температуры.


      1. Роль, место, предмет и задачи информатики.


    С середины XX века интенсивность информационных процессов существенно увеличилась. В связи с этим возникла необходимость в постоянном обновлении и совершенствовании способов, помогающих человеку воспринимать, преобразовывать, хранить и использовать информацию.

    Появление универсальной машины для обработки информации (ЭВМ) означает начало революции в области накопления, передачи и обработки информации.

    Наука «информатика» возникла в 60-х годах XX века во Франции.

    Есть физики, есть математики, но нет «информатиков». Это связано с тем, что информатика – очень широкая сфера, возникшая на стыке нескольких фундаментальных и прикладных дисциплин.

    Информатика – это наука о законах и методах получения и измерения, накопления и хранения, обработки и передачи информации с применением математических и технических средств.

    Теоретическую основу информатики образует группа фундаментальных наук: теория информации, теория алгоритмов, математическая логика, комбинаторный анализ и др.

    «Материальная» база информатики связана со многими разделами физики, химии, а особенно с электроникой и радиотехникой.

    Главная функция информатики заключается в разработке методов и средств преобразования информации. Исходя из этого, задачи информатики состоят в следующем:

        • Исследование информационных процессов любой природы;

        • Разработка новейших информационных технологий на базе компьютера и компьютерных сетей.

        • Решение научных и инженерных проблем создания и внедрения аппаратно-программного обеспечения компьютеров.

    Предмет, изучением которого занимается информатика, нередко называют информационной технологией.


      1. Кодирование, представление, обработка и хранение информации.


    Необходимым компонентом любого информационного процесса является кодирование информации.

    Кодирование – это процесс представления информации в виде набора условных обозначений.

    Цель кодирования – сохранение информации.

    В процессе развития человеческого общества люди выработали большое число языков кодирования:

    • Разговорные языки (более 2000);

    • Язык мимики и жестов;

    • Языки науки (математики, химии, физики и др.);

    • Языки искусства (музыки, живописи, скульптуры);

    • Специальные языки (эсперанто, морской семафор, азбука Морзе, азбука Брайля для слепых и др.).

    В современной ВТ информация кодируется с помощью последовательностей электрических сигналов. Признак наличия сигнала обозначили – 1, признак отсутствия – 0. Таким образом, в компьютере реализуется два устойчивых состояния. С помощью определенных наборов 0 и 1 можно закодировать любую информацию. Каждый такой набор называется двоичным кодом. Количество информации, кодируемое двоичной цифрой 0 и 1, называется битом.

    Бит – это наименьшая единица представления информации обозначаемая двоичным числом 0 или 1.

    Любое число можно преобразовать в двоичную форму:

    1. 2 9 : 2 = 14 (1) ------------ 1 схема 5

    2. 14 : 2 = 7 (0) ------------ 0

    3. 7 : 2 = 3 (1) ------------ 1 2910 = 11101

    4. 3 : 2 = 1 (1) ------------ 1

    5. 1 = 1 ---------------------- 1


    Бит - удобная единица для хранения информации в ПК, но не очень удобная для обработки информации. Если мы покупаем в магазине хлеб, то продавец может выдать нам каждый батон отдельно, упаковав его в пакет. Но если мы покупаем орехи, разве он станет упаковывать отдельно каждый орех?

    Обрабатывает информацию в ПК процессор - специальная микросхема. Она устроена так, что может обрабатывать группу битов одновременно. В начале 70–х годов были карманные электронные калькуляторы, в которых процессор мог одновременно работать с четырьмя битами. Такие процессоры получили название четырехразрядные.

    Один из первых ПК имел восьмиразрядный процессор (1974 г.). С этого времени в ВТ появилась новая единица измерения информации - байт.

    В ВТ каждому символу соответствует последовательность из 8 нулей и единиц, называемая байтом.

    Байт – это группа из восьми битов. Байт – наименьшая единица обработки информации.

    На первый взгляд кажется, что раз в байте 8 битов, то и информации он может хранить в 8 раз больше, чем 1 бит, но это не так. В байте важно не только включен байт или выключен, но и то в каком месте стоят включенные биты. Байты 0000 0001, 0000 1000, 1000 0000 – не одинаковые, а разные.

    С помощью одного байта можно выразить 256 различных единиц информации (0 – 255).



    схема 6 0000 0000 = 0 код

    0000 0001 = 1 код

    0000 0010 = 2 код

    0000 0011 = 3 код

    0000 0100 = 4 код

    0000 0101 = 5 код

    . . .

    1111 1100 = 252 код

    1111 1101 = 253 код

    1111 1110 = 254 код

    1111 1111 = 255 код
    Наряду с байтами для измерения количества информации в двоичных сообщениях используются и более крупные единицы:









    Бит, байт, килобайт, мегабайт, гигабайт – много это или мало?

    Пример. Заполненная страница учебника - 3000б = 3Кб. Номер четырехстраничной газеты – 150Мб. Если человек говорит по 8 часов в день без перерыва, то за 70 лет жизни он наговаривает 10 Гб информации (стопка бумаги высотой 500 м – 5 млн. страниц). 1 черно – белый телевизионный кадр – 300Кб информации, 1.5 часовой цветной фильм – 700 Мб информации.
    Рассмотрим, по какому принципу происходит кодирование информации в компьютере.

    Кодирование текстовой информации в ПК (4)



    На сегодняшний день в большинстве компьютеров для кодирования информации используется стандартная кодовая таблица ASCII (аски – коды). ASCII (American Standard Code for Informational Interchange – Американский стандартный код для информационного обмена)

    Первые 128 кодов (0 –127) – стандартные и обязательны для всех стран; 128 – 255 – национальный стандарт; 0 – 31 – управляющие коды.

    В современном мире, опутанном компьютерными сетями, недостаточно и того кодирования, которое предоставляет ASCII: есть же арабский алфавит, японский, хинди, математическая символика и т.д. Поэтому не так давно был предложен новый стандарт символьного кодирования UNICODE, где каждый символ кодируется уже 16-ю битами.

    Разумеется, кодировать можно не только буквы, но и цифры, и числа целиком.

    Кодирование графической информации в ПК (2,3)
    Чтобы закодировать рисунок нужно разбить его на точки и, двигаясь по строчкам, начиная с верхнего левого угла кодировать цвет каждой точки.

    Любое изображение можно представить себе как совокупность точек, каждая их которых окрашена в тот или иной цвет. Точки на экране компьютера выстроены в ровные ряды. Совокупность точечных строк образует графическую сетку или растр. Одна точка называется пикселем.

    Все компьютерные изображения являются цифровыми, т.е. каждый пиксель описывается неким целым числом, представляющим цвет точки.

    Для кодирования черно-белого изображения (без полутонов) достаточно 1 бита памяти (1 – белый, 0 – черный).

    Для кодирования 4-х цветного изображения требуется 2 бита на пиксель, 4 бита позволяют воспроизводить 16 цветов, 8 бит – 256 цветов.

    В компьютере для кодирования цвета одной точки используется 3 байта (24 бита). Первый байт выделяется красной составляющей, второй – зеленой, третий – синей. Этот режим позволяет работать с изображениями, не уступающими по качеству наблюдаемым в живой природе.
    Задание 1: Что означает запись – 70, 79, 82, 77, 65, 84.

    ПК должен различать, где байтами закодирован текст, а где музыка и рисунки. В противном случае он ничего не сможет сделать с этой информацией. Чтобы этого не произошло, перед группой байтов должен быть заголовок. Каждая последовательность байтов должна быть строго зарегистрирована.

    Байты числовой информации сохраняют в виде файлов.

    Файл – это сохраненная (записанная) последовательность байтов, имеющая собственное имя. Файл – это наименьшая единица хранения информации.

    Наименьшая единица представления информации – бит.

    Наименьшая единица обработки информации - байт.

    Наименьшая единица хранения информации - файл.


    написать администратору сайта