Материал: 5599

4

На практике кибернетика во многих случаях опирается на те же программные и аппаратные средства вычислительной техники, что и информатика, а информатика, в свою очередь, заимствует у кибернетики математическую и логическую базу для развития этих средств.

Кибернетика изучает общие закономерности процессов управления в системах любой природы, абстрагируясь от конкретного вида и их специфики. Информатика же изучает общие свойства только информационных систем и процессов с предварительной их дифференциализацией (управленческие, медицинские, обучающие, информационно-поисковые и т.д.).

Информатика также связана с учебной дисциплиной «Вычислительная техника», которая изучает, в частности, устройство различных электронных приборов. Так как эти приборы в совокупности могут образовывать вычислительные системы, компьютеры, являющиеся основными носителями информации (за исключением книг и мозга человека), изучение этой дисциплины часто включают в курс информатики.

Прикладной частью информатики можно считать изучение методов работы с конкретными программными системами.

Информатика изучает информацию.

Информация — эта отражение предметного мира с помощью знаков и сигналов. Информация — это мера организации материи (физико-философское определение). Информация – это продукт взаимодействия данных и адекватных им методов. Т.е.

информация возникает и существует в момент диалектического взаимодействия объективных данных и субъективных методов.

Слово «информация» (от лат. informatio) означает «разъяснение, осведомление, изложение». Под информацией понимаются все те сведения, которые уменьшают степень неопределённости нашего знания о конкретном объекте. С позиции материалистической философии информация есть отражение реального мира; это сведения, которые один реальный объект содержит о другом реальном объекте. Сама по себе информация может быть отнесена к категории абстрактных понятий типа математических, но ряд особенностей приближает её к материальным объектам. Так, информацию можно получить, записать, удалить, передать; информация не может возникнуть из ничего. Однако при распространении информации проявляется такое её свойство, которое не присуще материальным объектам: при передаче информации из одной системы в другую количество информации в передающей системе не уменьшится, хотя в принимающей системе оно обычно увеличивается.

Итак, информация не материальна, но информация является свойством материи и не может существовать без своего материального носителя — средства переноса информации в пространстве и во времени. Носителем информации может быть как непосредственно наблюдаемый физический объект, так и энергетический субстрат.

В последнем случае информация представлена в виде сигналов – световых, звуковых, электрических и т. д. При отображении на носителе информация кодируется, т.е. ей ставятся в соответствие форма, цвет, структура и другие параметры элементов носителя.

От выбора носителя и способа кодирования информации при выполнении конкретных информационных процедур во многом зависит эффективность функционирования системы управления. В системе управления информация, как правило, неод-

5

нократно изменяет не только свой код, но и тип носителя. Весьма распространённым способом кодирования информации является её представление в виде последовательности символов определённого алфавита. Читая книгу, мы как раз и воспринимаем информацию, записанную на её страницах в виде кодовых комбинаций (слов), состоящих из последовательности символов (букв, цифр) принятого алфавита. То же самое можно сказать и относительно информации, сообщаемой в процессе устной речи, обрабатываемой и передаваемой в вычислительных системах, и т.п.

Одной из важнейших разновидностей информации является информация экономическая; её отличительная черта — связь с процессами управления коллективами людей, организацией. Экономическая информация сопровождает процессы производства, распределения, обмена и потребления материальных благ и услуг, значительная часть её связана с общественным производством.

Экономическая информация — совокупность различных сведений экономического характера, которые можно фиксировать, передавать, обрабатывать, хранить и использовать в процессе планирования, учёта, контроля и анализа на всех уровнях отраслевого и регионального управления народным хозяйством.

Информация является динамическим объектом, образующимся в момент взаимодействия объективных данных и субъективных методов. Как и всякий объект, она обладает свойствами (объекты различимы по своим свойствам). Характерной особенностью информации, отличающей её от других объектов природы и общества, является отмеченный выше дуализм: на свойства информации влияют как свойства данных, составляющих её содержательную часть, так и свойства методов, взаимодействующих с данными в ходе информационного процесса. По окончании процесса свойства информации переносятся на свойства новых данных, то есть свойства методов могут переходить на свойства данных.

Можно привести немало разнообразных свойств информации. Каждая научная дисциплина рассматривает те свойства, которые ей наиболее важны. С точки зрения информатики наиболее важными представляются следующие свойства:

объективность, полнота, достоверность, адекватность, доступность и актуальность информации.

Под информационной системой понимают систему, организующую, хранящую и преобразующую информацию, т.е. саму систему, основным предметом и продуктом труда в которой является информация.

Информационные системы предназначены для реализации технологий сбора, хранения, обработки, передачи и выдачи (отображения) информации.

Основная задача данных систем заключается в том, чтобы соответствующий субъект мог в нужный момент получить из определённых источников систематизированную и должным образом обработанную информацию по интересующему его вопросу.

6

1.2. Принципы хранения и передачи информации

Компьютер (ЭВМ) – это электронный прибор, предназначенный для автоматизации создания, хранения, обработки и транспортировки данных.

Данные представляют собой зарегистрированные сигналы. При этом физический метод регистрации может быть любым. В структуре возможных операций с данными можно выделить следующие основные: сбор данных, формализация данных (приведение к одинаковой форме), фильтрация данных (отсеивание лишних), сортировка, архивация, защита, транспортировка, преобразование и т.д.

Для автоматизации работы с данными, относящимся к различным типам, очень важно унифицировать их форму представления – для этого обычно используют приём кодирования, т.е. выражение данных одного типа через данные другого типа. Своя система существует и в вычислительной технике (ВТ); она называется двоичным кодированием и основана на представлении данных последовательностью всего двух чисел: 0 и 1. Эти знаки называются двоичными цифрами, по-английски —binary digit или сокращённо bit (бит).

Одним битом могут быть выражены два устойчивых состояния, например, два символа: 0 или 1 (да или нет, чёрное или белое, истина или ложь и т.п.). Если количество битов увеличить до двух, то уже можно выразить четыре различных состояния:

00, 01, 10, 11, которым можно присвоить четыре конкретных понятия. ДИБИТ. Дибит — это двоичное число, образованное двумя битами (парой

битов): 00, 01, 10 или 11. Дибит позволяет выразить сущность, имеющую до четырёх состояний, например: север, запад, юг и восток; зиму, весну, лето и осень; утро, день, вечер, ночь и т.п.

Тремя битами можно закодировать уже восемь различных символов: 8=23. Увеличивая на единицу количество битов в системе двоичного кодирования,

мы увеличиваем в два раза количество символов (значений), которое может быть выражено в данной системе, то есть общая формула имеет вид N = 2m ,

где N— количество независимых кодируемых значений;

т — количество битов (разрядность) двоичного кодирования, принятая для кодирования соответствующего количества значений.

Единицей измерения (памяти) компьютерной информации служит восьмибитовое число, называемое байтом (byte), т.е. каждому символу соответствует последовательность из 8 нулей и единиц, вида — 00000000, 00000001, …..

01111111, 11111111.

Байт – это 8 бит. С помощью 1 байта можно кодировать N = 2m =28=256 различных символов.

Наряду с битами и байтами для измерения количества информации в двоичных сообщениях используются и более крупные единицы:

1 Кбайт (один килобайт) = 210 байт=1024 байта; 1 Мбайт (один мегабайт) = 1024 Кбайт = 220 байт=1048576 байта;

7

1 Гбайт (один гигабайт) = 1024 Мбайт = 230 байт=1073741824 байта 1 Терабайт = 240 байт;

1Петабайт = 250 байт.

Вкомпьютерных технологиях используется понятие «машинная команда». Каждая машинная команда в компьютерных программах состоит из одного или нескольких байт.

Байты могут объединяться в ячейки, которые называются также словами. Для каж-

дого компьютера характерна определённая длина слова — два, четыре или восемь байтов. Используются также понятия полуслово, двойное слово и другие понятия.

Как правило, в одном машинном слове может быть представлено либо одно целое число или символ, либо одна команда, цвет пиксела на мониторе.

Для кодирования текстовых данных институт стандартизации США (ANSI — American National Standard Institute) ввёл в действие систему кодирования ASCII (American Standard Code for Information Interchange — стандартный код инфор-

мационного обмена США). В системе ASCII закреплены две таблицы кодирования — базовая и расширенная. Базовая таблица закрепляет значения кодов от 0 до 127, а расширенная относится к символам с номерами от 128 до 255. Данный код широко используется в персональных компьютерах и при передаче информации по компьютерным сетям.

ДВОИЧНЫЙ РАЗРЯД. Если двоичный знак выражает число 0 или 1, его называют двоичным разрядом. С двоичными разрядами, в отличие от других двоичных знаков, можно действовать по правилам арифметики (складывать, умножать и т.п.).

ДВОИЧНОЕ ЧИСЛО. Число, образованное двоичными разрядами, называют двоичным. Количество разрядов (знаков) в двоичном числе может быть любым. Чем их больше, тем выше выразительность двоичного числа.

ДИСКРЕТНАЯ ВЫРАЗИТЕЛЬНОСТЬ. Выразительная способность двоичного числа зависит от количества его разрядов. Она увеличивается не плавно, а скачками, то есть дискретно. Добавление каждого нового знака (бита) увели-

Информация в компьютере кодируется в двоичной или в двоично-десятичной системах счисления.

Система счисления — способ наименования и изображения чисел с помощью символов, имеющих определённые количественные значения. В зависимости от способа изображения чисел, системы счисления делятся на позиционные и непозиционные.

ЭВМ работает с информацией на внутримашинном уровне именно в двоичном её представлении. Двоичные числа тяжело воспринимаются человеком, поэтому в некоторых компьютерах используется двоично-десятичная система счисления. В этой системе счисления все десятичные цифры отдельно кодируются четырьмя двоичными цифрами и в таком виде записываются последовательно друг за другом.

Например, десятичное число 9 703 в двоично-десятичной системе выглядит так:

1001 0111 0000 0011.

Целые числа кодируются двоичным кодом достаточно просто: достаточно взять целое число и делить его пополам до тех пор, пока частное не будет равно единице.