Теория информатики

Информация - сведения о каких-либо процессах, событиях, фактах или предметах.

1. Атрибутивные свойства - это те свойства, без которых информация не существует. К данной категории свойств относится:

• неотрывность информации от физического носителя и языковая природа информации. Одно из важнейших направлений информатики как науки является изучение особенностей различных носителей и языков информации, разработка новых, более совершенных и современных. Необходимо отметить, что хотя информация и неотрывна от физического носителя и имеет языковую природу она не связана жестко ни с конкретным языком, ни с конкретным носителем.  
• дискретность Содержащиеся в информации сведения, знания -дискретны, т.е. характеризуют отдельные фактические данные, закономерности и свойства изучаемых объектов, которые распространяются в виде различных сообщений, состоящих из линии, составного цвета, буквы, цифры, символа, знака.
• непрерывность. Информация имеет свойство сливаться с уже зафиксированной и накопленной ранее, тем самым, способствуя поступательному развитию и накоплению.

 

 

Свойства  информации

• Объективность и субъективность информации
• Полнота информации
• Достоверность информации
• Адекватность информации
• Доступность информации
• Актуальность информации

Данные - информация, представленная в виде, пригодном для обработки автоматическими средствами при возможном участии человека .

Операции  над данными

• Сбор данных
• Формализация данных
• Фильтрация данных
• Сортировка данных
• Архивация данных
• Транспортировка данных
• Преобразование данных

Информатика - техническая наука, систематизирующая приемы создания, хранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими.

  Бит наименьшая единица измерения, которую ввёл Клод Шеннон

Байт- 8 бит

Кбайт- 1024 байта

Мбайт- 1024Кбайта

Гбайт- 1024 Мбайт

Тбайт-1014 Гбайт

Дбайт- 1024 Тбайт

Для растровых  изображений, состоящих из точек, особую важность имеет понятие разрешение, выражающее количество точек, приходящихся на единицу длины. При этом следует  различать:

• Разрешение оригинала;
• Разрешение экранного изображения;
• Разрешение печатного изображения.
• Система счисления – это способ представления чисел и соответствующие ему правила действий над числами.
• Система счисления – это знаковая система, в которой числа записываются по определенным правилам с помощью символов некоторого алфавита, называемых цифрами.

 

Непозиционные системы счисления  имеют ряд существенных недостатков:

• Существует постоянная потребность введения новых знаков для записи больших чисел.
• Невозможно представлять дробные и отрицательные числа.
• Сложно выполнять арифметические операции, так как не существует алгоритмов их выполнения.

В позиционных системах счисления  – количественный эквивалент каждой цифры зависит от ее положения (позиции) в коде(записи) числа. 

 
 

 
 
 
 

 
 
 

Кодирование информации отражает фундаментальную необходимость представления информации в определенной форме для обеспечения удобства ее восприятия, хранения или передачи по каналам связи. При этом информационный процесс можно рассматривать как последовательность этапов кодирования информации.

• Кодированием называется представление символов одного алфавита средствами другого алфавита.
•     Алфавит содержащий два символа называется двоичным (часто их обозначают как 0 и 1).
•     Величина способная принимать только два различных значения называется битом.
• Элементарная ячейка памяти ЭВМ имеет длину 8 бит (байт). Каждый байт имеет свой номер (его называют адресом). Наибольшую последовательность бит, которую ЭВМ может обрабатывать как единое целое, называют машинным словом. Длина машинного слова зависит от разрядности процессора и может быть равной 16, 32 битам и т. д.

Кодирование символов

• В настоящее время для кодирования символов используются также последовательности из 16 двоичных символов (2 байта).  Набор символов персональных ЭВМ IBM PC чаще всего является расширением кода ASCII (American Standard Code for Information Interchange — стандартный американский код для обмена информацией.

Ячейка  памяти

• Техническим носителем информации в ЭВМ является ячейка памяти, состоящая из совокупности простейших элементов, каждый из которых может находиться в одном из двух возможных состояний (обозначаемых как 0 и 1). Ячейка памяти может содержать различное число простейших элементов. Обычно количество элементов в ячейке кратно 8.

Машинный  код

• Машинным кодом (или просто кодом) называется совокупность 0 и 1, которую может хранить ячейка памяти.
• Код длиной в 2 байта называется полусловом,
• код длиной в 4 байта называется словом,
• код длиной в 8 байта называется двойным словом.

В настоящее  время все более широкое применение получает стандарт международной кодировки Unicode, использующий 16-битное (2 байта) кодирование. Это позволяет закодировать 65536 знаков и создать единую для всех распространенных алфавитов кодовую таблицу.

Кодирование текста

• Множество символов, используемых при записи текста, называется алфавитом. Количество символов в алфавите называется его мощностью.
• Для представления текстовой информации в компьютере чаще всего используется алфавит мощностью 256 символов. Один символ из такого алфавита несет 8 бит информации, т. к. 28 = 256. Но 8 бит составляют один байт, следовательно, двоичный код каждого символа занимает 1 байт памяти ЭВМ.
• Все символы такого алфавита пронумерованы от 0 до 255, а каждому номеру соответствует 8-разрядный двоичный код от 00000000 до 11111111. Этот код является порядковым номером символа в двоичной системе счисления.

 

Кодирование графической информации

• В видеопамяти находится двоичная информация об изображении, выводимом на экран. Почти все создаваемые, обрабатываемые или просматриваемые с помощью компьютера изображения можно разделить на две большие части – растровую и векторную графику.
• Растровые изображения представляют собой однослойную сетку точек, называемых пикселами (pixel, от англ. picture element). Код пиксела содержит информации о его цвете.

Пиксел

• Для черно-белого изображения (без полутонов) пиксел может принимать только два значения: белый и черный (светится – не светится), а для его кодирования достаточно одного бита памяти: 1 – белый, 0 – черный.
• Пиксел на цветном дисплее может иметь различную окраску, поэтому одного бита на пиксел недостаточно. Для кодирования 4-цветного изображения требуются два бита на пиксел, поскольку два бита могут принимать 4 различных состояния.

Векторное изображение

• В противоположность растровой графике векторное изображение многослойно. Каждый элемент векторного изображения – линия, прямоугольник, окружность или фрагмент текста – располагается в своем собственном слое, пикселы которого устанавливаются независимо от других слоев. Каждый элемент векторного изображения является объектом, который описывается с помощью специального языка (математических уравнения линий, дуг, окружностей и т.д.)

Кодирование команд

• Машинная команда -- это элементарная инструкция, выполняемая ЭВМ автоматически без дополнительных указаний. Она состоит из двух частей: операционной и адресной. В операционной части команды записан ее код, а в адресной -- один или несколько адресов ячеек памяти, в которых хранятся операнды (числа, участвующие в операции). Различают безадресные, одно-, двух-, трехадресные команды.
• Команды могут кодироваться в двоичной, шестнадцатиричной и мнемонической (символической) формах. ЭВМ понимает только двоичную форму, при этом средняя по сложности программа состоит из тысяч битов. Для сокращения записи используют шестнадцатиричный код. Но это тоже не удобно: программист должен знать коды всех команд (около 100). Используется мнемонический (симоволический) код: каждая команда представлена совокупностью букв -- сокращений от английских названий команд.

Кодирование целых чисел со знаком

• Прямой код двоичного числа включает в себя код знака:знак + соответствует 0, знак - 1  
  Обратный код положительных чисел такой же как и прямой код, в знаковом разряде -- 0. Для получения обратного кода отрицательного числа его разряды инвертируются (0 заменяется на 1 и наоборот).

Алгебра логики (булева алгебра) - это математический аппарат, с помощью которого записывают, вычисляют, упрощают и преобразовывают логические высказывания.

Логическое высказывание — это любое повествовательное предложение, в отношении которого можно однозначно сказать, истинно оно или ложно.

Высказывания  может принимать только одно из двух логических значений - истинно(1) или ложь(0).

       Высказывания бывают простые и сложные.

Простое высказывание (логическая переменная) содержит только одну простую мысль. Логические переменные обычно обозначаются буквами латинского алфавита: A, B, C, D...

Сложное высказывание (логическая функция) содержит несколько простых мыслей, соединенных между собой с помощью логических операций.

   Употребляемые в обычной речи слова и словосочетания "не", "и", "или", "если... , то", "тогда и только тогда" и другие позволяют из уже заданных высказываний строить новые высказывания.  
Такие слова и словосочетания называются логическими связками.

Bысказывания,  образованные из других высказываний  с помощью логических связок, называются составными.  
    Высказывания, не являющиеся составными, называются  элементарными.

Каждая  логическая связка рассматривается  как операция над логическими  высказываниями и имеет свое название и обозначение.

        Выделяют следующие логические  операции:

• инверсия;
• конъюнкция;
• дизъюнкция;
• импликация;
• эквиваленция.

Операция  инверсия (отрицание):

   Отрицание - это логическая операция, которая каждому простому высказыванию ставит в соответствие составное высказывание, заключающееся в том, что исходное высказывание отрицается.