ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ, МЕСТО ИНФОРМАТИКИ В СИСТЕМЕ НАУК

Вопросы:

  • 1.1. Основные этапы развития информационного общества.
  • 1.2. История развития вычислительной техники.
  • 1.3. Темпы и перспективы развития компьютерных систем.
  • 1.4. Место информатики в системе наук.

Содержание занятия (вводной лекции к курсу) соответствует презентации, приведенной в Приложении.

ИНФОРМАЦИЯ, ЕЕ ВИДЫ И СВОЙСТВА, КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ

Вопросы:

  • 2.1. Информация, ее виды и свойства.
  • 2.2. Вероятностный и объемный способы измерения количества информации.
  • 2.3. Системы счисления.
  • 2.4. Кодирование информации.
  • 2.5. Международные системы байтового кодирования.

Информация, ее виды и свойства

Фундаментальное понятие информатики — термин «информация» происходит от латинского Information — разъяснение, изложение, осведомленность. В настоящее время наука пытается найти общие свойства и закономерности, присущие многогранному понятию информация, но пока это понятие во многом остается интуитивным и получает различные смысловые наполнения в различных отраслях человеческой деятельности. Существует несколько определений. Приведем одно из них.

Информация — это свойство объектов (процессов) окружающего материального мира порождать разнообразие состояний (в широком смысле слова), которые посредством отражения передаются от одного объекта к другому (пассивная форма) и средство ограничения разнообразия и организации, т. е. управления, дезорганизации и др. (активная форма) [4].

В кибернетике под информацией понимается любая совокупность сигналов, воздействий или сведений, которые некоторой системой воспринимаются от окружающей среды, выдаются в окружающую среду, а также хранятся.

Форму и представление передаваемой информации определяют сообщения. Примерами сообщений являются телефонный разговор; музыкальное произведение; текст, распечатанный на принтере, и т.д. Сообщение от источника к получателю передается посредством какой-нибудь среды, являющейся в таком случае каналом связи.

Так, при передаче речевого сообщения в качестве канала связи можно рассматривать воздух, в котором распространяются звуковые волны. При передаче такого же сообщения по телефону каналом связи служит телефонный кабель, по которому передаются электрические сигналы, а в случае передачи письменного сообщения каналом можно считать лист бумаги, на котором напечатан текст (Рис. 2.1).

Рис. 2.1

При передаче по каналу связи может происходить потеря информации, т.е. уменьшение ее количества.

Различают по формам представления информации:

  • непрерывную (аналоговую);
  • прерывистую (цифровую, дискретную).

Непрерывная форма характеризует процесс, который не имеет перерывов и теоретически может изменяться в любой момент времени и на любую величину (например, речь человека, напряжение электрического тока).

Примером аналогового хранения звуковой информации является виниловая пластинка (звуковая дорожка изменяет свою форму непрерывно), а дискретного — аудио компакт-диск (звуковая дорожка которого содержит участки с различной отражающей способностью).

Примером аналогового представления графической информации может служить, скажем, живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно, а дискретного — изображение, напечатанное с помощью струйного принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета.

Примером дискретной информации может служить текст книги, сообщение, передаваемое с помощью азбуки Морзе. На ЭВМ можно об- ll

Раздел I. Теоретические основы информатики

рабатывать только дискретную информацию, поэтому непрерывную (аналоговую) информацию необходимо преобразовывать в дискретную (цифровую). Для преобразования аналогового сигнала в цифровой требуется провести дискретизацию непрерывного сигнала во времени, квантование по уровню, а затем кодирование отобранных значений. Дискретизация — замена непрерывного сигнала последовательностью отдельных во времени отсчетов этого сигнала.

На Рис. 2.2 схематично показан процесс преобразования аналогового сигнала в цифровой, который в данном случае может принимать лишь пять различных уровней. Естественно, качество такого преобразования невысокое. Из рисунка видно, что изменение цифрового сигнала возможно лишь в некоторые моменты времени (в данном случае этих моментов одиннадцать).

Рис. 2.2

После такого преобразования непрерывный сигнал представляют последовательностью чисел. Показанный на рисунке непрерывный сигнал заменяется числами 1-3-4-4-4-3-3-2-2-3-4. Чем выше частота дискретизации и чем меньше шаг квантования, тем выше качество воспроизведения цифрового сигнала.

Для преобразования аналогового сигнала в цифровой используют специальное электронное устройство — аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Примером АЦП являются модем, сканер. Обратное преобразование цифрового сигнала в аналоговый осуществляется с помощью цифро-аналогового преобразователя (ЦАП). ЦАП входит в устройство видеокарты для преобразования цифровой картинки в аналоговую информацию.

Информацию следует считать особым видом ресурса, при этом имеется в виду толкование «ресурса» как запаса неких знаний о материальных предметах или энергетических, структурных или каких- либо других характеристик предмета. В отличие от материальных ресурсов, информационные ресурсы являются неистощимыми.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >