- 07.09.2014
- 2662
- 10
Лекция 1: Информация. Теоретические основы информатики
1.Информатика как наука.................................................................................................................... 1
2.Понятие информация........................................................................................................................ 2
3.Передача данных............................................................................................................................... 3
4. Сигналы и параметры сигналов...................................................................................................... 3
5. Дискретная и аналоговая информация........................................................................................... 4
1.Информатика как наука
Термин «Информатика» возник в 1960-х гг во Франции. Им называли область человеческой деятельности, связанной с автоматизированной обработкой информации с помощью компьютера. Он образован путем слияния слов «information» (информация) и «automatique» автоматика) и первоначально означал понятие «информационная автоматика» или «автоматизированная обработка информации». В нашей стране термин «информатика» утвердился с 1983 г. решением Академии наук СССР.
Выделение информатики как самостоятельной области человеческой деятельности в первую очередь связано с развитием компьютерной техники,
В общем случае информатика — это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров и их взаимодействием со средой применения.
Наука, исследующая структуру
и общие свойства информации, а также законы и методы ее создания, накопления,
хранения, преобразования, передачи и применения в различных сферах
человеческой деятельности с помощью компьютера, называется информатикой.
Неотъемлемой частью информатики являются компьютерные технологии. Данное понятие включает следующие три базовых компонента:
• техническое обеспечение, к которому относится вся аппаратура компьютера (английский аналог данного термина — hardware дословный перевод — «твердое обеспечение»);
• программное обеспечение, включающее все типы программ функционирующих на компьютере (английский аналог — software переводится как «мягкое обеспечение»);
• интеллектуальное обеспечение, технологии использования software и hardware в различных сферах человеческой деятельности (английский аналог — brainware, т.е. «интеллектуальное обеспечение»)6.
Понятие информация является базовым в курсе информатики. В переводе с латинского оно означает сведение, разъяснение, ознакомление. Т.е.
информация- совокупность сведений о всевозможных объектах, явлениях, процессах
Понятие информация является общенаучным понятием, оно используется, практически во всех сферах человеческой деятельности. В физике, мерой беспорядка (хаоса) для термодинамической системы является энтропия системы. Информация же (антиэнтропия) является мерой упорядоченности и сложности системы. Процесс увеличения информации характерен для открытых, обменивающихся веществом и энергией с окружающей средой, саморазвивающихся систем живой природы. (Между всеми системами живой природы идет непрерывный процесс обмена информацией).
ü Понятность (язык) (лектор читает лекцию и она либо понятна студентам, либо не понятна. Бытовой разговор двух людей. Они друг друга понимают.);
ü Полезность (чаты в инете) (Например, информация о котировке валюты позволит сделать более выгодное капиталовложение);
ü Точность (наука) (информация может быть точной или нет. (предположения));
ü Достоверность (новости) (новости, слухи);
ü Доступность (средства информации);
ü Актуальность (прошлогодние или сегодняшние газеты)
ü Ценность (первостепенная информация, второстепенная информация)
ü Возможность передачи
Информация представляется в виде сигналов, а зарегистрированные сигналы принято называть данными.
Над любой информацией, как и над данными можно осуществлять следующие операции:
1. Прием (чтение книги, газеты или просмотр и прослушивание телевизора (радио), подготовка к экзамену);
2. Хранение (мы помним о том, что мы прочитали из книги);
3. Передача (Трансляция) (мы можем пересказать содержание книги своему знакомому);
4. Обработка (прочитав книгу, мы можем обработать полученную информацию и сделать для себя некоторые выводы);
5. Использование (Получив информацию о том, что идет дождь, мы взяли зонт).
Самая простейшая схема передачи информации выглядит следующим образом:
Источник Þ канал связи Þ получатель(потребитель)
Источником и потребителем информации может быть все что угодно. Например, человек, компьютер, измерительные приборы и т.д. и т.п.
@ Для существования информации обязателен какой-либо материальный объект передающий или хранящий ее. Такой объект называют носителем.
@ Среда, по которой носитель перемещается в пространстве от источника к потребителю (воздух, вода, электропровод) называется каналом связи.
Основная характеристика канала - пропускная способность, т.е. максимальное количество (объем) информации, проходящее по нему в единицу времени.
Любое устройство связи, или, точнее, приемно-передающее устройство состоит из передатчика и приемника.
Если для сообщений на входе и выходе устройства используют один и тотже носитель информации. Такие устройства служат лишь для усиления или регенерации сообщений от помех, и называются релейными линиями (от фр. relayer—менять лошадей). Примерами таких устройств являются рупор и его сонные электронные варианты — мегафон и слуховой аппарат.
Если для сообщений на входе и выходе устройства используют различные физические носители, то такое устройство связи называют преобразователем. В качестве примера назовем пианино (физическое усилие на входе — давление, на выходе — звуковые волны), и осциллограф10, управляемый через микрофон (на входе — звуковые волны, на выходе световые сигналы).
Передача сообщений происходит во времени. Поэтому,
Изменение некоторой физической величины во времени, обеспечивающее передачу сообщения (а значит, и информации), называется сигналом.
Характеристика сигнала, которая служит для представления сообщения, называется параметром сигнала.
В качестве примера возьмем радио. Сигналом здесь являются электромагнитные колебания. В диапазоне средних волн (СВ) сообщение производится амплитудой колебания, а в диапазоне ультракоротких волн (УКВ) частотой колебаний (амплитудная и частотная модуляции соответственно). В первом случае параметром сигнала является амплитуда, во втором - частота колебаний.
Если для передачи сигнала используются импульсы, то параметром сигнала может быть либо амплитуда импульса, либо интервал между импульсами (амплитудно-импульсная и частотно-импульсная модуляции соответственно).
От источника к приемнику, по каналу связи, информация может передаваться двумя способами.
Если вспомнить процессы, протекающие в реальном мире, можно отметить, что их характеристики непрерывны. Они имеют форму непрерывно изменяющихся во времени кривых линий. Например, температура в любой момент времени всегда имеет определенное значение. Подобные характеристики описывают непрерывными аналоговыми сигналами, изменяющимися во времени или в пространстве от точки к точке.
@ Сигнал называется аналоговым, если параметр сигнала непрерывно изменяется во времени от точки к точке.
В противоположность этому в телеграфии и вычислительной технике сигналы имеют импульсную форму и называются дискретными. Вид такого сигнала представляет собой скачкообразное изменение с одного уровня на другой.
@ Сигнал называется дискретным, если параметр сигнала имеет конечное число значений и существенен в конечном числе моментов времени.
Сравнивая аналоговую и дискретную формы сигналов, следует отметить одно важное их отличие:
Непрерывный сигнал, изменяясь, принимает огромное множество информационных значений. Дискретный сигнал имеет только два информационных значения, которые можно условно обозначить цифрами 0 и 1.
Рис. 1.2. Формы сигналов
Это отличие дает дискретным сигналам по сравнению с непрерывными сигналами большие преимущества.
Преимущества дискретных сигналов
1. Первое из них заключается в том, что в каждом дискретном сигнале можно исправить появляющиеся ошибки. Если пришел дискретный сигнал, величина которого близка к 1, то легко догадаться, что это - сигнал 1, в который вкралась ошибка. Непрерывный же сигнал принимает всевозможные значения. Поэтому при появлении сигнала, похожего на 1, нельзя узнать, пришел ли новый сигнал либо это сигнал 1, в который вкралась ошибка.
2. Второе важное преимущество заключается в том, что любой аналоговый сигнал может быть с той или иной степенью точности преобразован в дискретный. Для этого применяются специальные аналого-цифровые преобразователи (АЦП). В свою очередь, дискретный сигнал вновь может быть преобразован к аналоговому виду с помощью цифро-аналогового преобразователя (ЦАП). Таким образом, любой физический процесс может быть представлен посредством дискретных сигналов либо смоделирован с их помощью.
3. Третье важное преимущество дискретного сигнала заключается в том, что аппаратура для приема, обработки и передачи дискретного сигнала может быть устроена значительно проще, чем для аналогового.
Таким образом, можно сделать вывод, что дискретная форма сигнала является наилучшей основой всех видов информационной техники.
На этом лекция закончена, всем спасибо, тема следующего лекционного занятия – кодирование информации.
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Лекция 1: Информация. Теоретические основы
информатики
План
6 663 508 материалов в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Чуркина Анна Тимофеевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс профессиональной переподготовки
300/600 ч.
Курс профессиональной переподготовки
300/600 ч.
Курс профессиональной переподготовки
300 ч. — 1200 ч.
Мини-курс
2 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.