Система счисления – это совокупность приемов и правил, по которым числа записываются и читаются.

ЗАДАНИЕ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 1

«Основні види та властивості інформації. Системи числення, формати подання даних».

Теоретическая часть

 

Сегодня информатика представляет собой комплексную научную дисциплину, которая непрерывно совершенствуется.

Она включает в себя:

1. средства для преобразования информации:

· технические средства (hardware);

· программные продукты (software);

· математические методы и модели, алгоритмы (brainware);

2. отрасль производства:

· производство технических и программных средств;

· разработка технологий преобразования информации;

3. фундаментальную науку:

· методология создания средств преобразования информации;

· теория информационной техники;

4. прикладные дисциплины:

· изучение закономерностей информационных процессов;

· разработка информационных систем и технологий.

В основе информатики лежит понятие информации.

Информация ( от лат. informatio – осведомление, разъяснение, изложение) – в широком смысле абстрактное понятие, имеющее множество значений, в зависимости от контекста. Точного определения понятия «информация» в настоящее время не существует.

 

Основные виды информации по ее форме представления, способам ее кодирования и хранения, что имеет наибольшее значение для информатики, это:

- графическая или изобразительная – первый вид, для которого был реализован способ хранения информации об окружающем мире в виде наскальных рисунков, а позднее в виде картин, фотографий, схем, чертежей на бумаге, холсте, мраморе и др. материалах, изображающих картины реального мира;

- звуковая – вид распространен повсеместно при общении людей друг с другом, в технике, в искусстве, в быту и др.;

- световая – используется в управлении, предупреждении об уровне безопасности и др.;

- текстовая – способ кодирования речи человека специальными символами – буквами, причем разные народы имеют разные языки и используют различные наборы букв для отображения речи; особенно большое значение этот способ приобрел после изобретения бумаги и книгопечатания;

числовая – количественная мера объектов и их свойств в окружающем мире; особенно большое значение приобрела с развитием торговли, экономики и денежного обмена; аналогично текстовой информации для ее отображения используется метод кодирования специальными символами – цифрами, причем системы кодирования (счисления) могут быть разными;

видеоинформация – один из основных видов информации, позволяющий человеку ориентироваться в пространстве, представленный в кино, телевидении, ПК, выступлениях артистов и др.

тактильная – передается осязанием;

органолептическая, передаваемая запахами и вкусами и др.

 

 

Свойства информации

Как и всякий объект, информация обладает определенным набором свойств. Характерной отличительной особенностью информации от других объектов природы и общества, является дуализм: на свойства информации влияют как свойства исходных данных, составляющих ее содержательную часть, так и свойства методов, фиксирующих эту информацию.

С точки зрения информатики наиболее важными представляются следующие общие свойства:

1. Объективность информации. Объективный – существующий вне и независимо от человеческого сознания. Информация – это отражение внешнего объективного мира. Информация объективна, если она не зависит от методов ее фиксации, чьего-либо мнения, суждения.
Пример. Сообщение «На улице тепло» несет субъективную информацию, а сообщение "На улице 22°С" – объективную, но с точностью, зависящей от погрешности средства измерения.
Объективную информацию можно получить с помощью исправных датчиков, измерительных приборов. Отражаясь в сознании конкретного человека, информация перестает быть объективной, так как, преобразовывается (в большей или меньшей степени) в зависимости от мнения, суждения, опыта, знаний конкретного субъекта.

2. Достоверность информации. Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Объективная информация всегда достоверна, но достоверная информация может быть как объективной, так и субъективной. Достоверная информация помогает принять нам правильное решение. Недостоверной информация может быть по следующим причинам:

§ преднамеренное искажение (дезинформация) или непреднамеренное искажение субъективного свойства;

§ искажение в результате воздействия помех («испорченный телефон») и недостаточно точных средств ее фиксации.

3. Полнота информации. Информацию можно назвать полной, если ее достаточно для понимания и принятия правильных решений. Неполная информация может привести к ошибочному выводу или решению.

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

5. Актуальность информации – важность, злободневность, насущность. Только вовремя полученная информация может быть полезна.

6. Полезность (ценность) информации. Полезность может быть оценена применительно к нуждам конкретных ее потребителей и оценивается по тем задачам, которые можно решить с ее помощью.

Самая ценная информация – объективная, достоверная, полная, и актуальная. При этом следует учитывать, что и субъективная, информация (например, в художественной литературе), имеет большую значимость для человека. Социальная (общественная) информация обладает еще и дополнительными свойствами:

§ имеет семантический (смысловой) характер, т. е. понятийный, так как именно в понятиях обобщаются наиболее существенные признаки предметов, процессов и явлений окружающего мира.

§ имеет языковую природу (кроме некоторых видов эстетической информации, например изобразительного искусства). Одно и то же содержание может быть выражено на разных естественных (разговорных) языках, записано в виде математических формул и т.д.

Передача информации

Для передачи информации необходимы ее источник, получатель и канал связи (рис. 1).

Информация передаётся в форме сообщений от некоторого источника информации к её приёмнику посредством канала связи между ними. Источник посылает передаваемое сообщение, которое кодируется в передаваемый сигнал. Этот сигнал посылается по каналу связи. В результате в приёмнике появляется принимаемый сигнал, который декодируется и становится принимаемым сообщением.

 

 

Рис. 1. Схема передачи информации

 

Количество информации.

1. Вероятностный подход.

Для оценки количества информации в этом случае используется формула Клода Шеннона:

H = - ∑₁^N p_i∙log₂p_i,

где p_i – вероятность наступления i-го события.

Н называется энтропией.

Для равновероятных исходов H = log₂ N. Это формула Хартли.

 

2. Объемный подход.

Объем информации определяется в битах.

 

Система счисления – это совокупность приемов и правил, по которым числа записываются и читаются.

Существуют позиционные и непозиционные системы счисления.

В непозиционных системах счисления вклад цифры, который она вносит в значение числа, не зависит от ее позиции в записи числа.

В позиционных системах счисления вклад цифры, который она вносит в значение числа, зависит от ее позиции в записи числа.

Для этого выбирают число р > 1 и используют его в качестве базового числа системы счисления (р -ичная система счисления).

Для р = 1 системы счисления не существует.

Вводится р основных символов, называемых цифрами.

Для р-ичной системы счисления

a_n-1·p^n-1 + a_n-2·p^n-2+…+ a₁·p¹+ a₀·p⁰+ a_-1·p^-1+ …+a_-m·p^-m

где а – цифры системы счисления;

m и n – число целых и дробных разрядов.

Цифры а:

для двоичной системы – 0, 1;

для восьмеричной системы – 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7;

для шестнадцатиричной системы – 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, F.

При переводе чисел из двоичной системы счисления в систему с основанием p>1, где р =8 или р = 16, используют следующий алгоритм:

· для р =8 двоичное число разбивается по три знака влево от запятой и по три знака вправо от запятой, при этом в последней группе недостающие цифры записываются равными нулю. Двоичная цифра в каждой тройке заменяется соответствующей цифрой новой системы.

· для р =16 двоичное число разбивается по четыре знака влево от запятой и по четыре знака вправо от запятой. Далее необходимо действовать аналогично предыдущему случаю.

 

Задание

1. Рассмотреть структурную схему информатики, дать ее описание.

2. Дать определение информационной технологии, описать ее составляющие.

3. Привести перечень сред передачи информации.

4. Привести примеры обработки информации человеком.

5. При каком условии формула Шеннона переходит в формулу Хартли.

6. Найти экстремум функции Н для N = 2. Определить вид экстремума.

7. Построить график изменения энтропии от величины вероятности для N = 2, используя ПО Exel.

8. В чем отличие позиционной и непозиционной систем счисления.

9. Привести сравнительную таблицу чисел с десятичной, двоичной, восьмеричной и шестнадцатиричной системами счисления.

10. Перевести число из двоичной системы счисления в восьмеричную и шестнадцатеричную (приложение).

 

 

Приложение

1. 1100101001000,1011011

2. 10111100,0011

3. 1110011,1111

4. 10111,0000101

5. 1000011111,0101

6. 1111010101,11

7. 10000000100,011

8. 111000010,00101

9. 10111000110,111

10. 1100000011,011

11. 101010111,1

12. 11010100,111

13. 100111,000101

14. 1000111,1101

15. 10101100111,101101

16. 11010011,1101

17. 10110110111,001

18. 100101110111101,111

19. 1101001110011101,0101

20. 1001011010110111,00101

21. 1101001110011101,1101

22. 1001011010110111,101

23. 110010101110,11101

24. 1101011101,00011

25. 11100101,1100101

26. 1110111001,01

27. 1101010100,111

28. 10000100,01111

29. 1111000110,1011

30. 100011100,01010011

31. 10101001,111011111

32. 10010101,011

33. 11100101,1100101