- Понятие технологии, составные части, примеры. Информационная технология.
Технология – это совокупность методов обработки или преобразования чего-либо для получения необходимого конечного результата на выходе.
Составные части: • Исходные материалы, сырье • Инструменты, орудия производства • Правила действий • Результат, конечный продукт
Пример: технология накрытия стола.
• Исходные материалы: стол, пасуда, столовые приборы.
• Инструменты: человек (руки, ноги).
• Правила действий: необходимо разложить по 1 тарелке и 1 вилке каждому.
• Результат: накрытый стол.
- Компьютерные информационные технологии, структура. Этапы развития.
Компьютерные информационные технологии – это cовокупность методов и программных, аппаратных средств, которые обеспечивают сбор, хранение, обработку, управление и передачу информации в соответствии с требованиями пользователей.
Структура:
• Аппаратное обеспечение (компьютер и устройства).
• Программное обеспечение (комп. программы, необходимые для решения задачи).
• Математическое обеспечение (разделы математики, использующиеся в алгоритмах компьютерных программ)
• Информационное обеспечение (необходимые данные, использующиеся в процессе работы технологии).
Этапы развития:
• 1947-1962 – железный век, преобладают аппаратные проблемы.
• 1954-1970 – бронзовый век, возможности ПО не соответствуют аппаратным.
• 1970-1990 – серебряный век, проблемы представления данных.
• 1990-2022 – гуманитарный век, удобство работы конечного пользователя.
- Аппаратное обеспечение компьютерных информационных технологий. Классификация.
Состав:
• Компьютеры.
• Подключаемые устройства (мышь, сканер, принтер).
• Сетевое оборудование (концентраторы, кабели и т.д.).
Классификация по эксплуатации:
• Универсальные, офисные.
• Специализированные.
Классификация по производительности:
• Суперкомпьютеры (100+ терафлопс)
• Персональные компьютеры (70 гигафлопс).
• Карманные компьютеры (1-2 мегафлопса).
где флопс – это Floating point Operations Per Second
- Программное обеспечение компьютерных информационных технологий. Классификация.
Программное обеспечение – это компьютерные программы, необходимые для сбора, хранения, обработки, управления и передачи информации в соответствии с требованиями пользователей.
Классификация:
• Системное: базовое (ОС, драйвера) и сервисное (антивирусы, архиваторы)
• Приклдное: средства управления (просмотра, редактирования, создания) информации, расчитанные на непосредственное взаимодействие с пользователем.
• Инструментальное: средства проектирования и разработки других программ.
Лицензирование:
• Закрытое: запрет на изменение и распространение, исходный код скрыт.
• Открытое: разрешение на свободного распространение копии программы вместе с его исходным кодом, на изменение и использование программы для новых разработок.
• Свободное: использование программ бесплатно, исходный код программ доступен.
- Информация. Этапы развития способ воспроизведения и передачи. Понятие
информационного взрыва и информационного общества. Информатика.
Этапы:
• Хранение и передача информации в устной форме;
• Изобретение письменности;
• Изобретение книгопечатания;
• Использование электричества (телеграф, телевизор, телефон);
• Использование компьютеров;
• Появление Интернета.
Информационное общество – это новая фаза развития цивилизации, в которой главными продуктами производства являются информация и знания.
- Понятие информации. Подходы к определению понятия. Информационное
взаимодействие, примеры.
Информация – это сведения о чем-то независимо от формы их представления.
Подходы:
• Философский (динамическая мера формы материи)
• Информация как отображение объекта в некой материальной системе (которое может существовать независимо от самого объекта и независимо от того, будет
и эта информация кем-либо или когда-либо использована).
• Вероятностный (сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределённости, неполноты знаний).
Информационное взаимодействие – это любое взаимодействие между объектами, в процессе которого один приобретает некую информацию, а другой ее не теряет.
Пример:
• Учитель объясняет что-то ученикам.
• Передача генетической информации.
- Свойства информации: атрибутивные, динамические, прагматические.
Свойства:
• Атрибутивные – свойства, без которых информации не существует.
• Динамические – свойства, характеризующие динамику изменения информации во времени.
• Прагматические – свойства информации, проявляющиеся при ее использовании.
Атрибутивные:
• Неотрывность информации от физического носителя и языковая природа информации.
• Дискретность – можно разбить на отдельные факты, части и работать с ними отдельно.
• Непрерывность – новая информация сливается с уже накопленной.
Динамические:
• Старение – износ физ. носителя, потеря актуальности самой информации.
• Рост и кумулирование (накопление) информации
• Многократное распространение
Прагматические:
• Смысл и новизна – получатель понимает смысл и извлекает из нее что-то новое.
• Ценность – для каждого потребителя своя.
• Понятность – физическое представление информации может предоставить информацию только для потребителя, который способен воспринять и распознать это представление.
- Классификация информации по способам восприятия и кодирования. Простая
схема (модель) передачи информации.
Классификация по восприятию: • Визуальная информация (90%). • Аудиальная информация (9%). • Тактильная информация. • Органолептическая информация (вкус и запах).
Классификация по кодированию: • Текстовая информация. • Числовая информация. • Графическая информация. • Звуковая информация. • Мультимедийная (комбинированная).
Модель:
Источник информации → сообщение → Приёмник информации
• Отправитель кодирует информацию в сообщение.
• Отправитель передаёт сообщение через среду передачи.
• Получатель принимает сообщение.
• Получатель декодироем сообщение в информацию (извлекает смысл).
- Кодирование информации. Схема передачи информации К. Шеннона. Понятие канала
связи.
Кодирование информации – это представление информации в определенной форме (в виде знаков или сигналов).
Знак – это материальный объект, который при определенных условиях представляет другой предмет, явление, свойство или отношение; единство формы (означающего) и содержания (означаемого).
Алфавит – набор элементарных знаков, при помощи которых формируются составные знаки. Мощность алфавита – количество элементарных знаков.
- Понятие синтаксиса, семантики и прагматики сообщений. Уровни проблем при
кодировании и передачи информации.
У сообщения есть определённые свойства: синтаксис, семантика и прагматика.
• Синтаксис определяет способ и вид представления информации на носителе (или в сигнале).
• Семантика определяет смысл информации как соответствие сигнала реальному миру, то есть то, что означает каждый сигнал (правило интерпретации).
• Прагматика определяет влияние информации на поведение получателя, то есть действия получателя на основе полученного сообщения.
Проблемы при кодировании и передачи информации:
• Техническая проблема: насколько точно можно передать символы
сообщения по каналу связи.
• Семантическая проблема: насколько точно передаваемые символы
выражают желаемое значение.
• Проблема эффективности: насколько эффективно влияет содержание
принятого сообщения, его значение на
развитие событий в желаемом направлении.
- Соотношение понятий данные, информация, знания.
Данные – это сведения, представленные в определенной знаковой системе и на определенном материальном носителе для обеспечения возможностей хранения, передачи, приема и обработки.
Информация – это сведения о чем-то независимо от формы их представления.
Информация – это то, что мы получаем в результате интерпретации полученных данных.
Знания – это уже обработанная, хорошо структуризации и упорядоченная информация.
Пример: автобус в 5
- Понятие данных. Форматы данных.
Данные – сведения, представленные в определенной знаковой системе и на определенном материальном носителе для обеспечения возможностей хранения, передачи, приема и обработки.
Компьютерные технологии используют двоичное представление для хранения данных (последовательность 0 и 1) в виде файлов.
Формат данных – это соглашение о том как различные фрагменты информации располагаются внутри файла, а также алгоритм преобразования данных из двоичного вида в более удобный для пользователя вид.
Форматы бывают: • Бинарные (*.exe, *.bin, *.rar). • Текстовые (*.txt, *.rtf). Существуют форматы надстройки: • формат HTML надстройка над форматом текстового файла. По наличию открытой спецификации: • Открытые форматы (*.html, *.mid/mif). • Закрытые форматы (*.doc, *.xls).
Пример: 3d - анимация - принтер
- Понятие качества информации для принятия решений. Качественные характеристики
информации.
Качество информации – совокупность свойств, отражающих степень пригодности конкретной информации об объектах и их взаимосвязях для достижения целей, стоящих перед пользователем.
Одной из основных целей получения информации – принятие решений на ее основе.
То есть если мы спрашиваем “как у тебя дела?” и получаем ответ “плохо”, мы принимаем решение спросить “почему плохо, что не так”, а если получаем ответ “хорошо”, то мы принимаем решение сказать “отлично, я рад, что у тебя всё хорошо”.
Качественные характеристики: • Объективность • Достоверность • Точность • Полнота • Доступность • Понятность • Актуальность • Полезность (ценность)
Пример: автобус в 5
- Причины и проблемы введения количественной меры информации.
Зачем вообще нужна количественная мера информации? Причина заключается в том, что информации несоизмеримо больше чем то, сколько мы способны её принять.
Проблемы:
• Многообразие видов информации:
• научная информация.
• художественная информация (картины, фильмы, произведения искусства).
• эмоциональная информация.
• Сложность понятия информации, множество критериев оценки.
- Основные подходы к оценке количества информации. Семантический и прагматический подходы.
Существуют экспертные оценки, которые определяется экспертами на основе их анализа и сравнения определённых критериев. Однако у таких оценок есть недостаток: они в той или иной мере субъективны, а значит объективно недоказуемы и не абсолютны. Также эксперт может затрудниться точно сравнить очень близкие явления или понятия.
Семантический подход (для оценки влияния смысла полученной информации на знания получателя).
• Для понимания и использования информации получатель должен обладать определенным запасом знаний – тезаурусом.
• Количество семантической информации, содержащиеся в сообщении определяется степенью изменения тезауруса получателя.
Прагматический подход – (для оценки ценности, пользы, полученной от информации).
• Ценность информации, используемой в системах управления оценивается по эффекту, которая она оказывает на результат.
• Формула А.А. Харкевича: I = log2(pi / p)
где р0 и р1 – вероятность достижения цели соответственно до и после получения информации.
- Статистический подход к определению понятия количества информации.
Статистический подход (для оценки при передаче информации в каналах связи).
• Сообщение уменьшает степень неопределенности, которая существовала до его получения.
• Количество уменьшения неопределенности после опыта можно отожествить с количеством полученной информации.
• Необходимо научиться измерять неопределенность до получения сообщения и после получения сообщения.
- Понятие текста и гипертекста.
Текст – это связная последовательность знаков, образующая законченное сообщение. Он имеет начало, конец и какую-то внутреннюю структуру, а также обладает свойствами линейности и дискретности.
Гипертекст – это совокупность документов, содержащих текстовую, аудио и видеоинформацию, связанных между собой взаимными ссылками в единый текст.
• Отсутствует единый путь прочтения, в точках ветвления порядок определяет читатель.
• Текст разбивается на цельные фрагменты, между которыми устанавливаются связи.
• Имеем множество путей прочтения текста.
- Понятие структуры текста. Способы визуализации структуры текста для читателя.
Структура текста – это совокупность логических частей и элементов, из которых состоит текст, а также связей между ними.
Структура текста обычно определяется неявно, через форму. Например: оформление задач по принципу: Дано-найти-решение.
- Цель текста – передача некой информации читателю.
- Текст – это форма и содержание.
- Содержание – основные идеи, логику и порядок изложения задает автор текста.
- Оформление текста должно помогать читателю воспринять логику изложения.
Правила построяения структуры:
• Человек в состоянии удержать в памяти 7±2 объекта – число частей документа.
• Разделы документа должны соответствовать основным мыслям текста.
• В каждом разделе выделяются основные положения, которые он содержит.
• Структура должны быть визуально подчеркнута.
Задачи визуального оформления: • Выделить структуру документа. • Выделить важные элементы в тексте. • Подчеркнуть похожие элементы. • Ориентировать читателя в документе, сообщить информацию о документе.
Способы визуализации структуры: • Увеличенный размер шрифта. • Отступ по вертикали. • Отступ от края страницы. • Нумерация заголовков.
- Представление текстовой информации на компьютере. Основные подходы.
Необходимость представления текстовой информации на компьютере прежде всего обусловлена удобством:
• Простота кодирования.
• Точность представления.
• Удобство хранения и передачи по каналам cвязи.
- Однобайтное кодирование. Достоинства подхода и присущие ему проблемы
ASCII KOI8
Достоинства: вес
Недостаток:
• Проблема отображения документов в неправильной кодировке (крокозябры).
• Проблема ограниченности набора символов.
• Проблема преобразования одной кодировки в другую.
• Проблема многоязычных документов.
• Проблема дублирования шрифтов.
- Многобайтное кодирование. Структура стандарта Unicode.
Unicode:
• Разрабатывается с 1991 г.
• Цель – универсальное представление знаков всех письменных языков.
• Использует многобайтное кодирование.
• Текущая версия поддерживает более 110 тыс. символов.
Стандарт Юникод включает:
• универсальный набор символов – UCS (Universal Character Set).
• формат преобразования кода символа Юникод – UTF (Unicode Transformation
Format).
Каждый символ Юникод имеет свой уникальный код – целое неотрицательное число.
Обозначение символов: U+XXXX, где XXXX – номер символа в наборе в 16-ричном виде.
- Многобайтное кодирование. Представление кодов символов в UTF-8.
Unicode Encoding Form определяет способ представления кодов UCS в виде последовательности байт на компьютере.
UTF-8 – это один из способов представления стандарта Юникод.
- Совместима с кодировкой US-ASCII.
- Представление символа - 8 бит.
- Меньший размер файла по сравнению с другими способами.
- Переменное число байт кода затрудняет разбор документа в UTF-8.
- Многобайтное кодирование. Представление кодов символов в UTF-16 и UTF 32. Метка порядка байтов.
Все символы представляются двумя или четырьмя байтами соответственно.
Проблема порядка байт в коде символа:
• Big-endians – UTF-16BE и UTF-32BE;
• Little-endians - UTF-16LE и UTF-32LE .
BOM (Byte Order Mark) – метка порядка байтов – U+FEFF (в начале текстового файла).
В Big-endians (от старшего к младшему) запись начинается со старшего и заканчивается младшим. Этот порядок является стандартным для протоколов TCP/IP используется процессорами IBM 360/370/390, Motorola 68000, SPARC
В Little-endians (от младшего к старшему) запись начинается с младшего и заканчивается старшим. Этот порядок записи принят в памяти персональных компьютеров с x86-процессорами, в связи с чем иногда его называют интеловский порядок байтов
Пример: Число: 0xA1B2C3D4 в 16-ной системе Представление D4*0x01 + C3*0x100 + B2*0x10000 + A1*0x1000000 (little-endian) 0xD4, 0xC3, 0xB2, 0xA1 (big-endian) 0xA1, 0xB2, 0xC3, 0xD4
Проблемы совместимости: • Запись многобайтового числа из памяти компьютера в файл или передача по сети требует соблюдения соглашений о том, какой из байтов является старшим, а какой младшим. • Прямая запись ячеек памяти приводит к возможным проблемам при переносе приложения с платформы на платформу.
- Основные форматы представления текстовой информации.
Основные форматы: • формат TXT. • формат Tex/Latex/DVI. • формат HTML. • формат RTF. • формат Doc/Docx. • формат Odt (Open Document Text).
Форматы бывают:
• Бинарные и текстовые.
• Закрытые и открытые.
• Стандартные.
