Сучасні інформаційні технології. Лекція 1. Інформатика. Інформація як основа інформатики

СУЧАСНІ ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ

Викладач к. пед. н. доцент Павленко Лілія Василівна

Структура навчальної дисципліни:Лекції – 20год. (10 пар)

Лабораторні заняття – 40 год. (20 пар)

Іспит

Кафедра комп'ютерних технологій в управлінні та навчанні й інформатики

БДПУ

ЛЕКЦІЯ 1. ІНФОРМАТИКА. ІНФОРМАЦІЯ ЯК ОСНОВА ІНФОРМАТИКИ

План1. Інформатика. Предмет і завдання сучасної інформатики2. Інформація як основа інформатики

2.1. Поняття про інформацію2.2. Одиниці вимірювання інформації2.3. Види та основні властивості інформації

3. Реєстрація та операції з даними4. Кодування даних. Двійкові коди5. Кодування текстових даних6. Одиниці подання і вимірювання даних7. Одиниці зберігання даних

3

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА

1. Макарова Н. В. Информатика: Учебник для вузов. Стандарт третьего поколения / Макарова Н.В., Волков В. Б. – Издательский дом Питер, 2014. – 576 с.

2. Основи інформатики та обчислювальної техніки: підручник / В.Г.Іванов, В.В. Карасюк, М.В. Гвозденко; за заг. Ред. В.Г. Іванова.-Х. : Право, 2012.-312.

3. Основи баз даних. СУБД Access 2010 (2013). Посібник до вивчення та практичної роботи / автори: Д.А. Покришень, Ю.О.Крєпкий, І.Т.Атрошенко, О.П.Дрозд, І.Й.Сподаренко. – ТОВ НВП «Інтерсервіс», Чернігів. 2013. – 225 с.

4

1. ІНФОРМАТИКА. ПРЕДМЕТ І ЗАВДАННЯ СУЧАСНОЇ

ІНФОРМАТИКИФранцузький термін informatique утворено шляхом злиття слів information (інформація) та automatique (автоматика) й означає «інформаційна автоматика, або автоматизоване перероблення інформації».

Інформатика – це наука про інформацію

5

ІНФОРМАТИКАодна з фундаментальних галузей наукового знання, що формує системно-інформаційний підхід до аналізу навколишнього світу, вивчає інформаційні процеси і системи, а також технічні, організаційні та правові методи і засоби створення, зберігання, пошуку, захисту, перетворення, передавання, відображення та використання інформації в різних сферах людської діяльності.

6

ЗАВДАННЯ СУЧАСНОЇ ІНФОРМАТИКИ

зняти просторові, часові, змістовні та технологічні обмеження в роботі з інформацією, але у передбачених законом межах

7

ІНФОРМАТИКА УЗАГАЛЬНЮЄ І РОЗВИВАЄ ТАКІ НАУКОВІ ДИСЦИПЛІНИ • розроблення персональних ЕОМ, обчислювальних

систем та програмного забезпечення до них;• теорія інформації і кодування, що вивчає процеси,

пов’язані з передаванням, прийманням, перетворенням, стисненням та зберіганням інформації;• математичне моделювання, методи обчислювальної та

прикладної математики;• інтелектуальні інформаційні технології розпізнавання,

зберігання і пошуку текстових даних, зображень, мови та звуку;

8

ІНФОРМАТИКА УЗАГАЛЬНЮЄ І РОЗВИВАЄ ТАКІ НАУКОВІ ДИСЦИПЛІНИ • системний аналіз, що вивчає методологію підготування й

обґрунтування рішень стосовно складних проблем різного характеру;• соціальна інформатика та інформаційне право, що

вивчають процеси інформатизації і використання інформації в суспільстві;• телекомунікаційні системи і мережі, зокрема глобальні

комп’ютерні мережі та ін.

9

2. ІНФОРМАЦІЯ ЯК ОСНОВА ІНФОРМАТИКИ

2.1. Поняття про інформацію

Термін «інформація» походить від латинського informatio, що означає відомості, роз’яснення, виклади, поняття.

10

• Інформація – це відомості, знання, повідомлення, які є об’єктом зберігання, передавання, перетворення і допомагають розв’язати поставлене завдання.

• Інформація – нові відомості, які можуть бути використані людиною для вдосконалення її діяльності і поповнення знань.

• Інформувати в розумінні теорії інформації означає повідомити щось раніше невідоме.

11

• Дані (повідомлення) – це різні форми реалізації і представлення інформації

Інформація, що передана однією людиною іншій, може бути закодована у вигляді мови, текстів, жестів, поглядів, зображень, графіків, таблиць тощо. У технічних пристроях, дані можуть бути репрезентовані електричними, магнітними або світловими імпульсами. Оброблення даних відповідними методами дає змогу витягувати інформацію, а згодом і знання про той чи інший предмет, процес чи явище.

12

Інформація – це смисловий продукт взаємодії даних та адекватних їм методів

13

2.2. ОДИНИЦІ ВИМІРЮВАННЯ ІНФОРМАЦІЇ

Інформацію, що міститься у повідомленні, можна тлумачити в сенсі її новизни або, інакше, зменшення невизначеності наших знань про об’єкт чи явище.

Найпростішим випадком є обрання альтернативи з двох подій.

За одиницю інформації доцільно взяти кількість інформації, яка міститься в обранні однієї з двох рівноймовірних подій.

Ця одиниця називається «двійковою одиницею», або бітом (binary digit – bit). Отже, при будь-якій невизначеності звуження області вибору (невизначеності) вдвічі дає одну одиницю інформації.

14

ФОРМУЛА Р.ХАРТЛІФормулу вимірювання кількості інформації для рівноймовірних подій (1928 р.) :

І = log2 N, або, інакше, 2І = N,

де N – кількість рівноймовірних подій;

І – кількість бітів у повідомленні.

15

ФОРМУЛА К. ШЕННОНА - ІНФОРМАЦІЙНА ЕНТРОПІЯ

Якщо ймовірність появи якої-небудь події позначити через Р1, Р2, …, Pk-1, Pk, то загальна кількість інформації після звершення всіх N, N≥k подій дорівнює: а на одну подію в середньому доводиться інформації

16

Кількість записаної або переданої інформації (обсяг повідомлення), представленої у двійкових одиницях, і кількість інформації, поміщеної в даному повідомленні, можуть не збігатися.

172.3. ВИДИ ТА ОСНОВНІ

ВЛАСТИВОСТІ ІНФОРМАЦІЇ• За способами сприйняття

людиною: • візуальна, • звукова, • смакова, • нюхова, • тактильна

• За формами представлення: • текстова, • числова, • графічна, • звукова та комбінована

(мультимедійна).

18

За суспільним значенням:• масова • буденна, суспільно-політична,

естетична та ін.;• спеціальна • наукова, технічна, правова, виробнича;

• особиста • інформація про особу, наші знання,

уміння, освіта тощо.

19

ОБ’ЄКТИВНІСТЬ ІНФОРМАЦІЇ

• Інформація – це віддзеркалення зовнішнього світу, який існує незалежно від нашої свідомості і бажання. • Інформація є об’єктивною, якщо вона не залежить від

чиєїсь думки або судження.

20ДОСТОВІРНІСТЬ ІНФОРМАЦІЇ

• Інформація є достовірною, якщо вона відображає дійсний стан справ і відсутність помилок. • Об’єктивна інформація завжди достовірна, але

достовірна інформація може бути як об’єктивною, так і суб’єктивною.

• умисне спотворення (дезінформація);• спотворення через дію

перешкод;• коли значення реального

факту зменшується або перебільшується (чутки, рибальські історії тощо).

Недостовірною інформація може бути з таких причин:

21

ПОВНОТА ІНФОРМАЦІЇ• Інформацію можна назвати повною, якщо її

досить для розуміння та ухвалення рішень

КОРИСНІСТЬ, АБО РЕЛЕВАНТНІСТЬ

• Інформація, яка відповідає запитам споживача, є важливою для конкретного завдання.

22

• Важливість інформації до цього часу не застаріла

АКТУАЛЬНІСТЬ, АБО СВОЄЧАСНІСТЬ

• Cтупінь відповідності інформації, отриманої споживачем, тому, що автор вклав в її зміст

АДЕКВАТНІСТЬ

23

ЗРОЗУМІЛІСТЬ• Зрозуміло виражена, ясно репрезентована

інформація

ЗАХИЩЕНІСТЬ• Неможливість несанкціонованого використання

або зміни інформації

ІНФОРМАТИВНІСТЬ• Властивість інформації в невеликому обсязі

достатньо повно характеризувати об’єкт чи явище

24

3. РЕЄСТРАЦІЯ ТА ОПЕРАЦІЇ З ДАНИМИ

Фізичні методи реєстрації даних:• механічне переміщення фізичних тіл, • зміна їх форми або параметрів якості поверхні, • зміна електричних, • магнітних, • оптичних характеристик, • хімічного складу та ін.

25ОПЕРАЦІЇ НАД ДАНИМИ

• збирання даних – накопичення даних із метою забезпечення достатньої повноти інформації для ухвалення рішень;• формалізація даних – приведення даних, що надходять

із різних джерел, до однакової форми, аби зробити їх зіставними між собою і виключити неоднозначність тлумачення;• фільтрація даних – відсіювання «зайвих» даних, в яких

немає необхідності для ухвалення рішень або, іншими словами, вибір тільки потрібних даних;• сортування даних – упорядкування даних за заданою

ознакою з метою зручності використання;• угрупування даних – об’єднання даних за заданою

ознакою з метою підвищення зручності використання;

26

ОПЕРАЦІЇ НАД ДАНИМИ

• архівація даних – зменшення обсягу даних; слугує для зниження економічних витрат на зберігання і транспортування даних;• захист даних – комплекс заходів, спрямованих на

запобігання втраті, відтворення і модифікацію даних;• транспортування даних – приймання і передавання

даних між віддаленими джерелами інформаційного процесу; при цьому джерело даних в інформатиці прийнято називати сервером, а споживача – клієнтом;• перетворення даних – переклад даних з однієї форми в

іншу або з однієї структури в іншу

27

4. КОДУВАННЯ ДАНИХ. ДВІЙКОВІ КОДИ

• Повідомлення записуються або передаються за допомогою деякої послідовності знаків.• Набір знаків, які використовуються для формування,

зберігання або передавання повідомлень, прийнято називати алфавітом мови інтерпретації повідомлень.

28СИСТЕМА КОДУВАННЯ В ОБЧИСЛЮВАЛЬНІЙ

ТЕХНІЦІназивається двійковим кодуванням і заснована на представленні даних послідовністю всього двох знаків: 0 і 1. Ці знаки називаються двійковими цифрами, або бітами.

29

• Якщо кількість бітів збільшити до двох, то вже можна виразити чотири різних поняття: • 00, 01, 10, 11

• Трьома бітами можна закодувати вісім різних значень (чисел):• 000(0), 001(1), 010(2), 011(3), 100(4),

101(5), 110(6), 111(7).

30

Збільшуючи на одиницю кількість розрядів у системі двійкового кодування, ми збільшуємо вдвічі кількість значень, які можуть бути виражені в даній системі:

N = 2m де N – кількість незалежних кодованих значень,

т – розрядність двійкового кодування, прийнята в даній системі

31

5. КОДУВАННЯ ТЕКСТОВИХ ДАНИХ

• При кодуванні текстових даних у комп’ютері кожному символу алфавіту ставиться у відповідність певний двійковий код, що складається з восьми двійкових розрядів (байтів).• Текст займає цілком стільки байтів пам’яті комп’ютера, зі

скількох символів він складається, включаючи службові (пропуски, кінець рядка і т. д.)

32ТАБЛИЦЯ КОДУВАННЯ ASCII(American Standard Code for Information Interchange –

американський стандартний код для обміну інформацією)

33

6. ОДИНИЦІ ПОДАННЯ І ВИМІРЮВАННЯ ДАНИХ

• Переклад у двійкову систему десяткових чисел:• Необхідно записати суму степенів числа 2, починаючи з

нульового степеня, і проставити на відповідних місцях цифри або 0, або 1, щоб ця сума дорівнювала заданому десятковому числу

наприклад: 3 = 0 2∙ 7 + 0 2∙ 6 + 0 2∙ 5 + 0 2∙ 4 + 0 2∙ 3 + 0 2∙ 2 + 1 2∙ 1 + 1 ∙

20 = 3

34

ПОДАННЯ ДАНИХ БАЙТАМИ

Десяткове число Двійкове число Байт1 01 000000012 10 000000103 11 00000011

255 11111111 11111111

35

ОДИНИЦІ ВИМІРЮВАННЯ ДАНИХ

• 1 Кбайт (кілобайт) = 1024 байт = 210байт.• 1 Мбайт (мегабайт) = 1024 Кбайт = 220 байт = 1 048 576

байт.• 1 Гбайт (гігабайт) = 1024 Мбайт = 230 байт = 1 073 741 824

байт.• 1 Тбайт (терабайт) = 1024 Гбайт = 240 байт = 109 951 1697

776 байт.• 1 Пбайт (петабайт) = 1024 Тбайт = 250 байт =125 899 978

522 624 байт.• 1 Ебайг (ексабайт) = 1024 Пбайт=260 байт = 1152 921504

606 846 976 байт.

36

7. ОДИНИЦІ ЗБЕРІГАННЯ ДАНИХ

Як одиницю зберігання даних прийнято об’єкт змінної довжини, іменований файлом

Файл – це послідовність довільного числа байтів, яка має унікальне власне ім’я

Ім’я несе в собі адресні дані, без яких дані, що зберігаються у файлі, не стануть інформацією через відсутність методу доступу до них. Крім функцій, пов’язаних з адресацією, ім’я файла може зберігати і відомості про тип даних, уміщених у ньому.

37

• Вимога унікальності імені файла є обов’язковою – без цього неможливо гарантувати однозначність доступу до даних• Унікальність імені файла забезпечується тим, що повним

ім’ям файла вважається власне ім’я файла разом із шляхом доступу до нього• Повне ім’я файла має такий вигляд:

• <ім’я носія>\<ім’я 1-го каталогу>\<ім’я 2-го каталогу> ... \<ім’я останнього каталогу>\<власне ім’я файла>

ПрикладС:\ЕЛЕКТРОННА Комерція\Доклади\Безпека\Цифровий підпис С:\Право\ЦИВІЛЬНЕ Право\Проекти\Цифровий підпис

38

ДЯКУЮ ЗА УВАГУ