1. основные понятия и методы теории информатики и кодирования. Сигналы. Данные, информация. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации




Скачать 482.66 Kb.
Название1. основные понятия и методы теории информатики и кодирования. Сигналы. Данные, информация. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации
страница1/5
Дата публикации29.05.2013
Размер482.66 Kb.
ТипДокументы
litcey.ru > Информатика > Документы
  1   2   3   4   5
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И МЕТОДЫ ТЕОРИИ ИНФОРМАТИКИ И КОДИРОВАНИЯ. СИГНАЛЫ. ДАННЫЕ, ИНФОРМАЦИЯ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССОВ СБОРА, ПЕРЕДАЧИ, ОБРАБОТКИ И НАКОПЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

1.1. Сообщения, данные, сигнал, атрибутивные свойства информации, показатели качества информации, формы представления информации. Системы передачи информации.

Сообщение - это информация, представленная в определенной форме и предназначенная для передачи. Сообщение как совокупность знаков, может изучаться на трёх уровнях: синтаксическом, где рассматриваются внутренние свойства сообщений, т.е. отношения между знаками, отражающие структуру данной знаковой системы. Внешние свойства изучают на семантическом уровне: где анализируются отношения между знаками и обозначаемыми ими предметами, действиями, качествами, т.е. смысловое содержание сообщения, его отношение к источнику информации; и прагматическом уровне: где рассматриваются отношения между сообщением и получателем, т.е. потребительское содержание сообщения, его отношение к получателю.

^ Данные – это информация, представленная в формализованном виде и предназначенная для обработки ее техническими средствами, например, ЭВМ.

Сигна - это физический процесс, некоторая характеристика которого, несёт информационный смысл. Формы сигналов: аналоговый, дискретный, цифровой. Аналоговые сигналы представляют собой непрерывный поток, характеризующийся изменениями частоты и амплитуды. Это означает, что форма аналогового сигнала обычно похожа на синусоиду (т.е. гармоническую волну).



Дискретный сигнал - сигнал, имеющий конечное число значений.
Обычно сигналы, передаваемые через дискретные каналы, имеют два или три значения.



Цифровой сигнал - представляет собой последовательность резко сменяющих друг друга значений.



Характеристика: использование дискретных сигналов обеспечивает синхронизацию передачи; цифровой сигнал более помехоустойчив.
^ Атрибутивные свойства (атрибут – неотъемлемая часть чего-либо).:- дискретность (информация состоит из отдельных частей, знаков) и непрерывность (возможность накапливать информацию).

^ Показатели качества информации

  • Релевантность способность информации соответствовать нуждам (запросам) потребителя.

  • Репрезентативность информации связана с правильностью ее отбора и формирования в целях адекватного отражения свойств объекта.

  • Достаточность {полнота} информации означает, что она содержит минимальный, но достаточный для принятия правильного решения состав (набор показателей).

  • Актуальность информации определяется степенью сохранения ценности информации для управления в момент ее использования и зависит от динамики изменения ее характеристик и от интервала времени, прошедшего с момента возникновения данной информации.

  • Своевременность информации означает ее поступление не позже заранее назначенного момента времени, согласованного с временем решения поставленной задачи.

  • Точность информации определяется степенью близости получаемой информации к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т.п.

  • Достоверность информации определяется ее свойством отражать реально существующие объекты с необходимой точностью.

  • Устойчивость информации отражает ее способность реагировать на изменения исходных данных без нарушения необходимой точности.

  • Содержательность информации отражает семантическую емкость, равную отношению количества семантической информации в сообщении к объему обрабатываемых данных, т.е. С =Ic/Vд.


^ Формы представления информации - Текстовая информация, Числовая информация, Графическая информация, Музыкальная (звуковая) информация.

Системы передачи информации

  1. либо путём транспортировки данных (посылаем письмо по обычной – не электронной - почте; приносим дискету; приносим бумаги, на которых всё изложено;

  2. либо путём передачи с помощью сигнала (передаём жестами - с помощью светового сигнала; звоним по сотовому телефону – радиосигнал.



1.2. Меры и единицы количества и объема информации.

В информатике, как правило, измерению подвергается информация, представленная дискретным сигналом. При этом различают следующие подходы:

-Структурная мера: измеряет количество информации простым подсчетом  информационных элементов, составляющих сообщение. Применяется для оценки возможностей запоминающих устройств, объемов передаваемых сообщений, инструментов кодирования без учета статистических характеристик их эксплуатации.

-Статистическая мера: учитывает вероятность появления сообщений: более информативным считается то сообщение, которое менее вероятно, т.е. менее всего ожидалось. Применяется при оценке значимости получаемой информации.

-Семантическая мера: учитывает целесообразность и полезность информации. Применяется при оценке эффективности получаемой информации и ее соответствия реальности.

^ Единица количества информации - величина информации, которой по определению присвоено значение, равное единице.

Единицы измерения информации служат для измерения объёма информации.

^ Объёмы информации можно представлять как логарифм количества состояний. Соответствующая ему единица — бит — является основой исчисления информации в цифровой технике.
^ 1.3. Позиционные системы счисления.

Система счисления — символический метод записи чисел, представление чисел с помощью письменных знаков. Системы счисления подразделяются на позиционные, непозиционные и смешанные

^ В позиционных системах счисления один и тот же числовой знак (цифра) в записи числа имеет различные значения в зависимости от того места (разряда), где он расположен. Наиболее употребляемыми в настоящее время позиционными системами являются:

1 — единичная (как позиционная может и не рассматриваться; счёт на пальцах, зарубки, узелки «на память» и др.);

2 — двоичная (в дискретной математике, информатике, программировании);

3 — троичная;

4 — четверичная;

5 — пятеричная;

8 — восьмеричная;

10 — десятичная (используется повсеместно);

12 — двенадцатеричная (счёт дюжинами);

16 — шестнадцатеричная (используется в программировании, информатике, а также в шрифтах);

60 — шестидесятеричная (единицы измерения времени, измерение углов и, в частности, координат, долготы и широты).
^ 1.4. Логические основы ЭВМ.

Устройства компьютера строятся на основе логических элементов. Элемент памяти может находиться в двух устойчивых состояниях. Одно из этих состояний можно обозначить «0», а второе – «1». Таким образом, можно считать, что такой элемент представляет собой логическую переменную. Логические операции также реализуются с помощью логических элементов.

Логические функции характеризуются таблицами истинности.

Инверсия (логическое отрицание, не). Дизъюнкция (логическое сложение, или). Конъюнкция (логическое умножение, и). Импликация (логическое следование). Эквивалентность (логическая равнозначность).


^ 2. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА РЕАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ

2.1. История развития ЭВМ. Понятие и основные виды архитектуры ЭВМ

Точкой отсчета можно считать начало XVII века (1623 год), когда ученый В. Шикард создал машину, умеющую складывать и вычитать числа. Но первым арифмометром, способным выполнять четыре основных арифметических действия, стал арифмометр знаменитого французского ученого и философа Блеза Паскаля. До середины 80-х годов процесс эволюции вычислительной техники принято делить на поколения.

^ Первое поколение ЭВМ I поколение – 1945 – 60-е

В этот период формируется типовой набор структурных элементов, входящих в состав ЭВМ. Машины этого поколения работали на ламповой элементной базе, из-за чего поглощали огромное количество энергии и были очень не ненадежны.

^ Второе поколение ЭВМ II поколение – 1955 – 70-е

Смену поколений определило появление новой элементной базы: в ЭВМ стали применяться миниатюрные транзисторы, линии задержки как элементы оперативной памяти сменила память на магнитных сердечниках. Это в конечном итоге привело к уменьшению габаритов, повышению надежности и производительности ЭВМ

^ Третье поколение ЭВМ III поколение – 1965 – 80-е

Смена поколений вновь была обусловлена обновлением элементной базы: в различных узлах ЭВМ стали использоваться интегральные микросхемы различной степени интеграции. Микросхемы позволили разместить десятки элементов на пластине размером в несколько сантиметров.

^ Четвертое поколение ЭВМ III поколение – 1965 – 80-е

Очередная смена элементной базы привела к смене поколений. В 70-е годы активно ведутся работы по созданию больших и сверхбольших интегральных схем (БИС и СБИС), которые позволили разместить на одном кристалле десятки тысяч элементов.

^ Пятое поколение ЭВМ можно назвать микропроцессорным.

Архитектура ЭВМ - совокупность общих принципов организации аппаратно-программных средств и основных их характеристик, определяющая функциональные возможности ЭВМ при решении соответствующих типов задач.

^ Архитектура ЭВМ включает в себя как структуру, отражающую состав ПК (Арифметико-логическое устройство и устройство управления, Процессор), так и программно – математическое обеспечение (Запоминающие устройства, Оперативные ЗУ, Внешние запоминающие устройства ,ПЗУ, ввод, вывод).


2.2. Состав и назначение основных элементов персонального компьютера, их характеристики

Персональный компьютер в своем составе содержит следующие основные элементы:

Микропроцессор - центральный блок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией.

^ Системная шина - основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. Все блоки, а точнее их порты ввода-вывода, через соответствующие унифицирован­ные разъемы (стыки) подключаются к шине единообразно: непосредственно или через контроллеры {адаптеры}.

^ Основная память - предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с прочими блоками машины. ОП содержит два вида запоминающих устройств: (ПЗУ) и (ОЗУ).

ПЗУ служит для хранения неизменяемой (постоянной) программной и справочной информации, позволяет оперативно только считывать хранящуюся в нем информацию (изменить информацию в ПЗУ нельзя).

ОЗУ предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в информационно-вычислительном процессе, выполняемом ПК в текущий период времени. Главными достоинствами оперативной памяти являются ее высокое, быстродействие и возможность обращения к каждой ячейке памяти отдельно (прямой адресный доступ к ячейке). В качестве недо­статка ОЗУ следует отметить невозможность сохранения информации в ней после вы­ключения питания машины (энергозависимость).
^ Внешняя память - относится к внешним устройствам ПК и используется для долговременного хранения любой информации.

Она относится к внешним устройствам ПК и используется для долговременного хранения любой информации, которая может когда-либо потребоваться для решения задач. В частности, во внешней памяти хранится все программное обеспече­ние компьютера. Внешняя память содержит разнообразные виды запоминающих уст­ройств, но наиболее распространенными, имеющимися практически на любом компьютере, являются накопители на жестких (НЖМД) и гибких (НГМД) магнитных дисках.

^ Внешние устройства - обеспечивают взаимодействие машины с окружающей средой: пользователями, объектами управления и другими ЭВМ.
2.3. Запоминающие устройства: классификация, принцип работы, основные характеристики

Запоминающее устройство — носитель информации, предназначенный для записи и хранения данных. Классификация. Термин "запоминающее устройство" обычно используется, когда речь идет о принципе построения некоторого устройства памяти (например, полупроводниковое ЗУ, ЗУ на жестком магнитном диске и т.п.), а термин "память" - когда хотят подчеркнуть выполняемую устройством памяти логическую функцию или место расположения в составе оборудования ЭВМ (например, оперативная память - ОП, внешняя память и т.п.). В тех вопросах, где эти отличия не имеют принципиального значения, термины "память" и "запоминающее устройство" мы будем использовать как синонимы.

Запоминающие устройства играют важную роль в общей структуре ЭВМ. По некоторым оценкам производительность компьютера на разных классах задач на 40-50% определяется характеристиками ЗУ различных типов, входящих в его состав.

К основным параметрам, характеризующим запоминающие устройства, относятся емкость и быстродействие.

Емкость памяти - это максимальное количество данных, которое в ней может храниться.

Емкость  запоминающего устройства измеряется количеством адресуемых элементов (ячеек) ЗУ и длиной ячейки в битах. В настоящее время практически все запоминающие устройства в качестве минимально адресуемого элемента используют 1 байт (1 байт = 8 двоичных разрядов (бит)). Поэтому емкость памяти обычно определяется в байтах, килобайтах (1Кбайт=210 байт), мегабайтах (1Мбайт = 220 байт), гигабайтах (1Гбайт = 230 байт) и т.д.

За одно обращение к запоминающему устройству производится считывание или запись некоторой единицы данных, называемой словом, различной для устройств разного типа. Это определяет разную организацию памяти. Например, память объемом 1 мегабайт может быть организована как 1М слов по 1 байту, или 512К слов по 2 байта каждое, или 256К слов по 4 байта и т.д.

В то же время, в каждой ЭВМ используется свое понятие машинного слова, которое применяется при определении архитектуры компьютера, в частности при его программировании, и не зависит от размерности слова памяти, используемой для построения данной ЭВМ. Например, компьютеры с архитектурой IBM PC имеют машинное слово длиной 2 байта.

Быстродействие памяти определяется продолжительностью операции обращения, то есть временем, затрачиваемым на поиск нужной информации в памяти и на ее считывание, или временем на поиск места в памяти, предназначаемого для хранения данной информации, и на ее запись:

tобр = max(tобр сч, tобр зп)

где tобр сч - быстродействие  ЗУ при считывании информации; tобр зп - быстродействие  ЗУ при записи.

^ Классификация запоминающих устройств

Запоминающие устройства можно классифицировать по целому ряду параметров и признаков. На рис.5.1 представлена классификация по типу обращения и организации доступа к ячейкам ЗУ.




Рис. 5.1.  Классификация запоминающих устройств

По типу обращения ЗУ делятся на устройства, допускающие как чтение, так и запись информации, и постоянные запоминающие устройства (ПЗУ), предназначенные только для чтения записанных в них данных (ROM - read only memory). ЗУ первого типа используются в процессе работы процессора для хранения выполняемых программ, исходных данных, промежуточных и окончательных результатов. В ПЗУ, как правило, хранятся системные программы, необходимые для запуска компьютера в работу, а также константы. В некоторых ЭВМ, предназначенных, например, для работы в системах управления по одним и тем же неизменяемым алгоритмам, все программное обеспечение может храниться в ПЗУ.

В ЗУ с произвольным доступом (RAM - random access memory) время доступа не зависит от места расположения участка памяти (например, ОЗУ).

В ЗУ с прямым (циклическим) доступом благодаря непрерывному вращению носителя информации (например, магнитный диск - МД) возможность обращения к некоторому участку носителя циклически повторяется. Время доступа здесь зависит от взаимного расположения этого участка и головок чтения/записи и во многом определяется скоростью вращения носителя.

В ЗУ с последовательным доступом производится последовательный просмотр участков носителя информации, пока нужный участок не займет некоторое нужное положение напротив головок чтения/записи (например, магнитные ленты - МЛ).
  1   2   3   4   5

Похожие:

1. основные понятия и методы теории информатики и кодирования. Сигналы. Данные, информация. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации iconЗадания
Понятие информации. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации
1. основные понятия и методы теории информатики и кодирования. Сигналы. Данные, информация. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации iconИстория развития информатики. Информатика-наука об общих свойствах...
Как наука сформировалась в результате появления ЭВМ. Включает в себя теорию кодирования информации, разработку методов и языков программирования,...
1. основные понятия и методы теории информатики и кодирования. Сигналы. Данные, информация. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации icon«История развития информатики»
Как наука сформировалась в результате появления ЭВМ. Включает в себя теорию кодирования информации, разработку методов и языков программирования,...
1. основные понятия и методы теории информатики и кодирования. Сигналы. Данные, информация. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации icon«Текстовая информация»
Ребята, мы дали определение понятия кодирования информации и вспомнили различные формы представления информации. Знаем ли мы определение...
1. основные понятия и методы теории информатики и кодирования. Сигналы. Данные, информация. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации icon8 Угрозы безопасности информации, их виды Автоматизированные информационные...
В частности, автоматизация решения задач и технология электронных телекоммуникаций позволили решить многие задачи повышения эффективности...
1. основные понятия и методы теории информатики и кодирования. Сигналы. Данные, информация. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации iconНегосударственное Аккредитованное Частное Образовательное Учреждение...
Философский аспект информации. Кибернетический аспект информации. Данные и метаданные. Сигналы. Информация и связь. Комбинаторное...
1. основные понятия и методы теории информатики и кодирования. Сигналы. Данные, информация. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации iconФедерация Интернет Образования содержание основные понятия информатики...
Эвм). Французский термин "informatique" (информатика) представляет собой слияние двух слов "information" (информация) и "automatique"...
1. основные понятия и методы теории информатики и кодирования. Сигналы. Данные, информация. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации iconЧто такое информация. Количество и объем информации. Типы информационных...
Основные понятия информатики. Общие сведения о программном обеспечении персональных компьютеров
1. основные понятия и методы теории информатики и кодирования. Сигналы. Данные, информация. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации iconПоложение о порядке сбора, обработки, хранения, использования и передачи...
Настоящее Положение разработано в соответствии с Конституцией РФ, Трудовым Кодексом РФ, фз «Об информации, информатизации и защите...
1. основные понятия и методы теории информатики и кодирования. Сигналы. Данные, информация. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации iconОсновные понятия корреляционной и спектральной теории случайных процессов
Но эту диалектику с изменением понятия производной не следует упускать из виду, иначе интересующися студент (если такой найдется)...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
litcey.ru
Главная страница