2018-01-21
1007
1. Информатика, информация, свойства и функции информации
Информатика – наука о законах, методах и способах накопления, передачи и хранения информации с помощью ЭВМ и других техсредств.
Информация – уменьшаемая неопределённость, путём получения сообщений.
Функции: познавательная(синтез, представление, хренение, потребление), коммуникативная, управленческая
Свойства: Объективность, Репрезентативность(правильность отбора), Содержательность.(С=Ic/Vd), Полнота, Доступность(возможность получения и преобразования), Актуальность, Точность, Достоверность, Устойчивость(сохранение точности при изменении исх данных), Ценность.
2. Понятие информационного процесса и информационной системы
- Информационные процессы — последовательность действий, выполняемых с информацией.
Информационная система — система, где реализуется информационный процесс.
Этапы: сбор, первичное преобразование, передача, обработка, хранение, отображение.
3. Понятие информационной системы управления
Информационная система управления – такая система, что входящая информация извлекается из объекта, а выходная служит для изменения состояния этого объекта.
4. Классификация информационных систем
По архитектуре
настольные (desktop), или локальные ИС, в которых все компоненты (БД, СУБД, клиентские приложения) находятся на одном компьютере;
распределённые (distributed) ИС, в которых компоненты распределены по нескольким компьютерам.
Распределённые ИС, в свою очередь, разделяют на:
файл-серверные ИС (ИС с архитектурой «файл-сервер»);
В файл-серверных ИС база данных находится на файловом сервере, а СУБД и клиентские приложения находятся на рабочих станциях.
клиент-серверные ИС (ИС с архитектурой «клиент-сервер»): двузвенные(сервер баз данных <=> рабочие станции),многозвенные(сервер баз данных <=>серверы приложений <=> рабочие станции).
В клиент-серверных ИС база данных и СУБД находятся на сервере, а на рабочих станциях находятся клиентские приложения.
По степени автоматизации
автоматизированные: автоматизация может быть неполной;
автоматические: автоматизированные ИС, в которых автоматизация является полной, то есть вмешательство персонала не требуется или требуется только эпизодически.
По характеру обработки данных
информационно-справочные, или информационно-поисковые ИС, в которых нет сложных алгоритмов обработки данных, а целью системы является поиск и выдача информации в удобном виде;
ИС обработки данных, или решающие ИС, в которых данные подвергаются обработке по сложным алгоритмам.
По сфере применения
Примеры:
Экономическая информационная система —для выполнения функций управления на предприятии.
Медицинская информационная система —для использования в лечебном учреждении.
По охвату задач (масштабности)
Персональная ИС предназначена для решения некоторого круга задач одного человека.
Групповая ИС ориентирована на коллективное использование информации.
Корпоративная ИС в идеале охватывает все информационные процессы целого предприятия.
5. Понятие информационного ресурса и инф. технологии, информатизация общества
Информатизация общества — организованный социально - экономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей и реализации прав граждан, органов государственной власти, органов местного самоуправления, организаций, общественных объединений на основе формирования и использования информационных ресурсов
Информационное общество – общество, в котором большинство работающих занято производством, хранением, переработкой и реализацией информации, особенно высшей ее формы – знаний.
Цель информатизации - улучшение качества жизни людей за счет повышения производительности и облегчения условий их труда.
Основными критериями развитости информационного общества являются следующие:
Наличие компьютеров;
Уровень развития компьютерных сетей
Владение информационной культурой, т.е. знаниями и умениями в области информационных технологий
Информационные ресурсы - отдельные документы и отдельные массивы документов, документы и массивы документов в информационных системах (библиотеках, архивах, фондах, банках данных, других информационных системах);
Информационная технология — процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта)
6. Структура информатики, ее связь с другими науками
Информатика в широком смысле представляет собой единство разнообразных отраслей, связанных с переработкой информации главным образом с помощью компьютеров и телекоммуникационных средств связи во всех сферах человеческой деятельности.
Информатика делится на теоретическую и практическую. Теоретическая информатика включает в себя теорию информации, теорию алгоритмов, теоретическую кибернетику, математическое и информационное моделирование и др. К прикладной информатике относятся все области разработки и использования компьютерной техники, ее аппаратных и программных составляющих.
Информатика с другими науками – (философия - теории познания. Лингвистика - теория формирования языков. Математика - дискретная математика. Кибернетика. Физика – радиотехника, создание аппарата связи.)
7. Меры информации синтаксического уровня: объемный и энтропийный подход (формула Хартли, формула Шеннона)
Объёмный подход. Информация – совокупность символов. Если объём одного символа принять за 1, то объём информации в тексте = количеству символов.
Энтропийный подход. Энтропия- ф-ия неопределённости системы. Инф-ия – величина исчезнувшей неопределённсти. I=Hapr-Haps, где Hapr-энтропия начальная, Haps – полученная.
Пусть есть а1, а2, …, аn – символы алфавита, источника сообщения {}, тогда количество возможных состояний и событий связано формулой – 2^I=N, где I=log2(N)бит - формула Хартли.
Если вероятности передать ту или иную букву различны, то используется формула Шеннона:
I=-(сумма от i=1доN)pi*log2(pi) – энтропия дискретного источника информации. Pi – вероятность=1/N
8. Меры информации семантического уровня. Тезаурус и коэффициент содержательности
Тезаурус – совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система. Мера количества тезаурусной информации обозначается буквой “C”. Коэффициент содержательности:C=Ic/Vd, (Ic- сколько поняли, Vd- сколько есть)
9. Меры информации прагматического уровня. Формула Харкевича
Прагматическая мера информации – определяет ценность или полезность информации для достижения цели пользователя. Формула Харкевича: I=log2(p1)-log2(p0)=log2(p1/p0), (p0- вероятность достижения цели до получения информации, p1- после получения информации; I=0 - бесполезная информация, I<0 - дезинформация, I>0 - полезная информация)
10. Качество информации, показатели качества
Качество информации можно определить как совокупность свойств, обусловливающих возможность ее использования для удовлетворения определенных в соответствии с ее назначением потребностей.
Показатели:
Репрезентативность – правильность, качественная адекватность отражения свойств объекта.
Содержательность – удельная семантическая ёмкость (S = IС / VД).
Достаточность (полнота) означает, что набор данных достаточен для принятия правильного решения.
Доступность обеспечивается выполнением соответствующих процедур получения и преобразования.
Актуальность – свойство информации сохранять во времени полезность (ценность) для управления.
Своевременность – свойство информации, обеспечивающее возможность её использования в заданный момент времени.
Точность – степень близости отображаемого значения и истинного значения параметра.
Достоверность – свойство отражать объекты с необходимой точностью.
Устойчивость – свойство результатной информации реагировать на изменения исходных данных, сохраняя необходимую точность.
Ценность – комплексный показатель качества. Определяется эффективностью экономического управления.
11. Понятие системы счисления: позиционные и непозиционные системы, примеры
Система счисления – совокупность приёмов записи чисел с помощью символов, имеющих определенное количественное значение.
Непозиционные – системы, в которых символы числа не меняют значение в зависимости от позиции в изображении числа(биномиальная).
Позиционные – значение символов определяется позицией числа(десятичная).
12. Правила перевода из одной СС в другую, выполнение арифметических операций над целыми числами (двоичная, десятичная, восьмеричная, шестнадцатеричная)
Для перевода целого числа из р-системы в д-систему, необходимо число разделить с остатком на число д, затем неполное частное снова разделитьс остатком на д пока остаток не станет равным 0.
1. Чтобы перевести 16 8 число в 2, нужно заменить каждую цифру эквивалентной тройкой(8) или четверкой(16) чисел.
2. Чтобы перевести из 2 в 8(16), нужно разбить его на тройки(8) или четверки(16) и каждую группу заменить соответственно 8 или 16 цифрой.
13. Представление и обработка информации в ЭВМ: внешний и внутренний уровень
Любому дискретному сообщению соответствует какое-то число.
Внутренний уровень отображает требуемую организацию данных в среде хранения и соответствует физическому аспекту представления данных(все данные в виде целых чисел – 0 и 1). Внешний уровень поддерживает частные представления данных, требуемые конкретным пользователям(файлы, каталоги).
Представление вещественных чисел: естественные – с фиксированной запятой, нормальные – с плавающей точкой.
14. Внутреннее представление информации: представление числовой информации
Для положительных (без знаковых) чисел все биты ячейки памяти участвуют в указании количественного значения числа.
В случае если нужно указать число со знаком, старший бит в двоичной системе выделяется для указания знака.
Чтобы заменить неудобную операцию вычитания на сложение с отрицательным числом используются дополнительные и обратные коды.
- обратный код – нули заменяются на единицы.
- дополнительный код – образуется из обратного с прибавлением к последнему единицы.
Операции над целым числами выполняются целочисленным процессорам по определенным правилам.
Для выполнения операций с большей точностью в компьютере используется формат представления чисел с плавающей запятой. При таком кодировании часть разрядов отводится для указания порядка, другая часть для указания мантиссы(дробная часть логарифма числа 6,022 E23) и один бит для указания знака.
Операции над такими числами выполняет математический сопроцессор.
15. Внутреннее представление информации: представление символьной информации
Для кодирования одного символа требуется 1 байт информации в ASCII и 2 байта в Unicod
16. Внутреннее представление информации: представление звуковой и графической информации
Графическая и звуковая информация может быть представлена в аналоговой форме. Дискретизация – разбиение непрерывного сигнала на отдельные элементы с кодированием каждого такого элемента.
Растровые изображения: Для кодирования графической информации все изображение делиться на равные участки – пиксели. Каждый пиксель задается двоичным кодом цвета дискретизированной области.
Векторные изображения: В противоположность растровой графике векторное изображение состоит из геометрических примитивов: линия, прямоугольник, окружность и т.д. Каждый элемент векторного изображения является объектом, который описывается с помощью специального языка (математических уравнения линий, дуг, окружностей и т.д.).
Объекты векторного изображения, в отличие от растровой графики, м
Звук: при записи через каждый короткий промежуток времени в виде двоичного числа регистрируется уровень сигнала. Таким образом, звуковой сигнал представляет собой поток двоичных чисел.
17. Внешнее представление информации: файлы, каталоги, иерархическая система файлов и каталогов
Файл – зарегистрированная операционной системой последовательность байтов, имеющее собственное имя.
Каталог – раздел файловой системы, который может содержать файлы и дополнительные вложенные каталоги.
Иерархическая система данных – структура данных, в которой каждый элемент определяется путем, ведущим к этому элементу от элемента самого высокого уровня.
18. Обработка информации: понятие алгоритма, языка программирования и программы
Алгоритм – формализованная последовательность действий, необходимая для решения конкретной задачи.
«Алгоритм — это всякая система вычислений, выполняемых по строго определённым правилам, которая после какого-либо числа шагов заведомо приводит к решению поставленной задачи». (А. Колмогоров)
Решение задачи – получение новых данных на основе обработки исходных данных с помощью программы.
Св-ва алгоритма:
Дискретность - это свойство алгоритма, когда алгоритм разбивается на конечное число элементарных действий (шагов).
Понятность - свойство алгоритма, при котором каждое из этих элементарных действий (шагов) являются законченными и понятными.
Детерминированность - свойство, когда каждое действие (операция.указание.шаг.требование) должно пониматься в строго определённом смысле, чтобы не оставалась места произвольному толкованию. чтобы каждый, прочитавший указание, понимал его однозначно.
Массовость - свойство, когда по данному алгоритму должна решаться не одна, а целый класс подобных задач.
Результативность – свойство, при котором любой алгоритм в процессе выполнения должен приводить к определённому результату. Отрицательный результат также является результатом.
Язык программирования – искусственный язык.
Программа – упорядоченная последовательность команд
19. Классификация ЭВМ, примеры
По назначению(универсальные, проблемно-ориентированные, специализированные).
по принципу действия(аналоговые вычислительные машины (АВМ), цифровые вычислительные машины (ЦВМ), гибридные вычислительные машины (ГВМ)).
по поколениям(1940 -1955, 1955 – 1964, 1964 – 1977, 1977 – 1991, 1991 – 1995, с 1995).
по размерам и функциональным возможностям(Большие ЭВМ: IBM ES/9000, Малые ЭВМ: PDP-11, Супер ЭВМ: Cray 3, персональный компьютер, Специальные ЭВМ).
20. Архитектура ЭВМ: принципы фон Неймана
Принципы Фон Неймана:
- информация кодируется в двоичной форме и разделяются на единицы разделяемыми словами(совокупность битов, обрабатывается как единое целое, используется для представления символов, чисел, команд и так далее).
- разнотипные слова информации хранятся в одной и той же памяти и различаются только по способу использования, но не по способу кодирования. Одни и те же операции используются для обработки слов различной природы.
-слова размещаются в ячейках памяти и идентифицируются номерами(адрес слова). Структурно-основная память состоит из пронумерованных ячеек. Чтение слова не разрушают информацию, хранимую в ячейке. Слово, записанное однажды, можно прочитать любое число раз.
- Алгоритм – последовательность управления слов(команд). Команда определяет наименование операции.
- Выполнение вычислений предписанных алгоритмом сводится к последующему выполнению команд в порядке определяемой программой.
21. Структура ЭВМ (аппаратные компоненты)
совокупность элементов ЭВМ и связь между ними.
Внутренние устройства – Материнская плата: процессор, память, карты;
Внешние устройства – Внешние ЗУ, устройства ввода-вывода.
22. Центральный процессор, его характеристики и архитектура
Процессор – основная микросхема, производящая в компьютере обработку информации.
Характеристики – тактовая частота(число операций, выполненных за 1 секунду), разрядность(максимальное количество разрядов, которые процессор может обработать за 1 такт.
Архитектура – система команд, способ организации вычислительного процесса, поддержка мультипроцессорности.
23. Память, ее характеристики
Оперативная память предназначена для хранения информации, изготавливается в виде модулей памяти. Важнейшей характеристикой модулей оперативной памяти является быстродействие, которое зависит от максимально возможной частоты операций записи или считывания информации из ячеек памяти.
24. Внешние устройства ЭВМ: запоминающие устройства, устройства ввода-вывода
Основной функцией внешней памяти компьютера является способность долговременно хранить большой объем информации. Устройство, которое обеспечивает запись или считывание информации, называется накопителем или дисководом, а хранится информации на носителях(дискеты, “флэшки”).
Устройства ввода-вывода – устройства, с помощью которых идет процесс обмена информации между компьютером и пользователем.
25. Классификация программных средств
Системное, Прикладное, Сервисное, Инструментальное.
26. Системное программное обеспечение, его классификация, примеры
совокупность программных комплексов, предназначенных для работы сетей и ЭВМ.
BIOS, ОС
27. Операционная система: структура и общая характеристика, классификация ОС, примеры
Операционная система – набор программ и драйверов, обеспечивающих взаимодействие программ с аппаратным обеспечением компьютера и базовые возможности для ввода команд пользователем.
ОС делятся по: числу выполняемых задач(однозадачные, многозадачные); по числу пользователей(одно-,многопользовательские); Тип используемой вычислительной системы(однопроцессорные, многопроцессорные).
Ф-ии: распределение ресурсов, запуск программ,ведение диалога с пользователем,передача данных м/у устр-ами, программная поддержка.
28. Прикладное программное обеспечении, примеры
Прикладное программное обеспечение для решения задач определённого класса.(всякие редакторы и СУБД)
