Основные понятия информатики

Основные понятия  информатики

1. Информация и данные
2. Свойства информации (требования к ней)

 

Информация - это совокупность сведений (данных), которая воспринимается из окружающей среды (входная информация), выдается в окружающую среду (исходная информация) или сохраняется внутри определенной системы. 

Информация существует в  виде документов, чертежей, рисунков, текстов, звуковых и световых сигналов, электрических  и нервных импульсов и т.п.. 

Важнейшие свойства информации:

• объективность и субъективность;
• полнота;
• достоверность;
• адекватность;
• доступность;
• актуальность.

Данные являются составной  частью информации, представляющие собой  зарегистрированные сигналы.

Во время информационного  процесса данные преобразовываются  из одного вида в другого с помощью  методов. Обработка данных включает в себя множество разных операций. Основными операциями есть:

• сбор данных - накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решения;
• формализация данных - приведение данных, которые поступают из разных источников к единой форме;
• фильтрация данных - устранение лишних данных, которые не нужны для принятия решений;
• сортировка данных - приведение в порядок данных за заданным признаком с целью удобства использования;
• архивация данных - сохранение данных в удобной и доступной форме;
• защита данных - комплекс мер, направленных на предотвращение потерь, воспроизведения и модификации данных;
• транспортирование данных - прием и передача данных между отдаленными пользователями информационного процесса. Источник данных принят называть сервером, а потребителя - клиентом;
• преобразование данных - преобразование данных с одной формы в другую, или с одной структуры в другую, или изменение типа носителя.

 

3. Носители информации

 

Информация  всегда  связана  с  материальным   носителем.   Носителем

информации может быть:

. любой материальный предмет  (бумага, камень и т.д.);

. волны различной природы:  акустическая  (звук),  электромагнитная  (свет,

  радиоволна) и т.д.;

. вещество в различном  состоянии: концентрация молекул  в жидком растворе,

  температура и т.д.

      Машинные  носители информации: перфоленты, перфокарты, магнитные ленты,

и т.д.

      Сигнал - способ  передачи информации. Это физический  процесс,  имеющий

информационное значение. Он может быть непрерывным или  дискретным.

      Сигнал  называется дискретным, если он  может  принимать  лишь  конечное

число значений в конечном числе моментов времени.

      Аналоговый  сигнал - сигнал, непрерывно изменяющийся  по амплитуде и  во

времени.

      Сигналы,  несущие текстовую, символическую  информацию, дискретны.

       Аналоговые  сигналы  используют  в  телефонной  связи,  радиовещании,

телевидении.

 

      Задания:

1. Приведите примеры информации  с указанием ее носителя. Какого  типа сигнал

  передает эту информацию?

2. Приведите примеры непрерывных  сигналов.

3. Приведите примеры дискретных  сигналов.

 

      Говорить  об информации вообще, а не  применительно  к  какому-  то  ее

конкретному виду  беспредметно. Классифицировать ее можно:

. по способам восприятия ( визуальная, тактильная и т.д.);

. по форме представления  ( текстовая, числовая, графическая  и т. д.);

. по общественному значению( массовая, специальная, личная).

 

      Основные  направления  в  информатике:  кибернетика,  программирование,

вычислительная    техника,     искусственный    интеллект,     теоретическая

информатика, информационные системы.

      Персональный  компьютер - это устройство  для   хранения  и  переработки

информации  или  программно-управляемое  устройство,   предназначенное   для

приема, переработки, хранения и выдачи информации.

      Системный  блок, клавиатура, монитор (дисплей)- основные  части  любого

персонального компьютера.

      В корпусе  системного блока  располагаются:  ПЗУ,  ОЗУ,  блок  питания,

центральный процессор (мозг ЭВМ, который перерабатывает информацию).

 

4. Формы представления информации и передачи данных

 

Различают две формы  представления информации — непрерывную  и дискретную. Поскольку носителями информации являются сигналы, то в качестве последних могут использоваться физические процессы различной природы. Например, процесс протекания электрического тока в цепи, процесс механического  перемещения тела, процесс распространения  света и т. д. Информация представляется (отражается) значением одного или  нескольких параметров физического  процесса (сигнала), либо комбинацией  нескольких параметров.

Сигнал называется непрерывным, если его параметр в заданных пределах может принимать любые промежуточные  значения. Сигнал называется дискретным, если его параметр в заданных пределах может принимать отдельные фиксированные  значения.

Следует различать непрерывность  или дискретность сигнала по уровню и во времени.

На рис. 1.1 в виде графиков изображены: а) непрерывный по уровню и во времени  сигнал Хнн; б) дискретный по уровню и непрерывный во времени сигнал Хдн; в) непрерывный по уровню и дискретный во времени сигнал Хнд; г) дискретный по уровню и во времени сигнал Хдд.

Рис. 1.1. Виды информационных процессов

Наконец, все многообразие окружающей нас информации можно  сгруппировать по различным признакам, т. е. классифицировать по видам. Например, в зависимости от области возникновения  информацию, отражающую процессы и  явления неодушевленной природы, называют элементарной, процессы животного и  растительного мира — биологической, человеческого общества — социальной.

По способу передачи и восприятия различают следующие  виды информации: визуальную — передаваемую видимыми образами и символами, аудиальную — звуками, тактильную — ощущениями, органолептическую — запахами и вкусом, машинную — выдаваемую и воспринимаемую средствами вычислительной техники, и т. д.

 

5. Классификация и кодирование информации

Система классификации

Важным понятием при работе с информацией является классификация объектов — система распределения объектов (предметов, явлений, процессов, понятий) по классам в соответствии с определенным признаком.

Под объектом понимается любой предмет, процесс, явление материального или нематериального свойства. Система классификации позволяет сгруппировать объекты и выделить определенные классы, которые будут характеризоваться рядом общих свойств. Классификация объектов — это процедура группировки на качественном уровне, направленная на выделение однородных свойств.

Применительно к информации как к объекту классификации  выделенные классы называют информационными объектами.

Свойства информационного  объекта определяются информационными  параметрами, называемыми реквизитами. Реквизит — логически неделимый информационный элемент, описывающий определенное свойство объекта, процесса, явления и т.п. Реквизиты представляются либо числовыми данными, например вес, стоимость, год, либо признаками, например цвет, марка машины, фамилия.

Кроме выявления  общих свойств информационного  объекта классификация нужна  для разработки правил (алгоритмов) и процедур обработки информации, представленной совокупностью реквизитов.

При классификации широко используются понятия классификационный признак и значение классификационного признака, которые позволяют установить сходство или различие объектов. Возможен подход к классификации с объединением этих двух понятий в одно, названное как признак классификации. Признак классификации имеет также синоним основание деления.

Разработка  классификаторов является достаточно сложной  задачей и проводится, как правило, в несколько этапов.

На 1-м этапе проводят исследования, определяющие исходное множество объектов, подлежащих классификации;  выбор  метода классификации и классификационных  признаков, позволяющих упорядочить  объекты в систему.

На 2-м этапе разрабатывается  методика создания классификатора, содержащая состав и характеристику объектов классификации: описание и обоснование классификационных  признаков и методов классификации  и кодирования объектов, включаемых в классификатор; структура классификатора.

3-й этап — создание классификатора и программного обеспечения системы ведения классификатора:  сбор исходных данных; установление полного перечня объектов классификации и упорядочение этих объектов в систему; разработка структуры и формирование базы данных классификатора; подготовка задания на создание системы ведения классификатора; оформление, согласование и утверждение классификатора.

И только 4-й этап — ввод в действие классификатора.

Разработаны три метода классификации объектов: иерархический, фасетный, дескрипторный. Эти методы различаются разной стратегией применения классификационных признаков.

Иерархическая система классификации (рис. 5) строится следующим образом: исходное множество элементов составляет 0-й уровень и делится в зависимости от выбранного классификационного признака на классы (группировки), которые образуют 1-й уровень; каждый класс 1-го уровня в соответствии со своим, характерным для него классификационным признаком делится на подклассы, которые образуют 2-й уровень;    каждый класс 2-го уровня аналогично делится на группы, которые образуют 3-й уровень, и т.д.

Учитывая достаточно жесткую процедуру  построения структуры классификации, необходимо перед началом работы определить ее цель, т.е. какими свойствами должны обладать объединяемые в классы объекты. Эти свойства принимаются  в дальнейшем за признаки.

В иерархической системе классификации  каждый объект на любом уровне должен быть отнесен к одному классу, который  характеризуется конкретным значением  выбранного классификационного признака. Для последующей группировки в каждом новом классе необходимо задать свои классификационные признаки и их значения. Таким образом, выбор классификационных признаков будет зависеть от семантического содержания того класса, для которого необходима группировка на последующем уровне иерархии.

Количество уровней классификации, соответствующее числу признаков, выбранных в качестве основания  деления, характеризует глубину классификации.

Достоинства иерархической системы классификации: простота построения; использование независимых классификационных признаков в различных ветвях иерархической структуры.

Недостатки иерархической системы классификации: жесткая структура, которая приводит к сложности внесения изменений, так как приходится перераспределять все классификационные группировки; невозможность группировать объекты по заранее не предусмотренным сочетаниям признаков.

Фасетная система классификации в отличие от иерархической позволяет выбирать признаки классификации независимо как друг от друга, так и от семантического содержания классифицируемого объекта. Признаки классификации называются фасетами и (facet — рамка). Каждый фасет (Ф_i) содержит совокупность однородных значений данного классификационного признака. Причем значения в фасете могут располагаться в произвольном порядке, хотя предпочтительнее их упорядочение.

Схема построения фасетной системы классификации в виде таблицы отображена на рис. 6. Названия столбцов соответствуют выделенным классификационным признакам (фасетам), обозначенным Ф₁, Ф₂, …, Ф_i, …, Ф_п.

 

 

 

 

 

 

 

Процедура классификации состоит  в присвоении каждому объекту  соответствующих значений из фасетов. При этом могут быть использованы не все фасеты. Для каждого объекта  задается конкретная группировка фасетов  структурной формулой, в которой  отражается их порядок следования: