Проблемы информатизации. Человек в информатизированной среде.

Развитие всякого общества немыслимо без переработки информации, определяющей функционирование различных общественных институтов. Развитие современного общества характеризуется всё возрастающими объёмами этой информации, которые уже невозможно переработать традиционными методами. В наше время информацию рассматривают как источник ресурсов наравне с трудом и капиталом, а информационные системы и технологии – как средство повышения производительности и эффективности труда. Это обусловливает невиданные темпы внедрения компьютеризированных информационных технологий во все сферы нашей жизни.

Использование компьютеризированных информационных технологий порождает ряд специфических проблем. Основной из них является лавинное нарастание информации, т.к. в электронном виде её очень легко накапливать и передавать с использованием компьютерных сетей различной степени локализации, таких как интранет, Интернет. Широкий доступ к компьютерным сетям порождает проблему достоверности информации, а также проблему защиты информации от несанкционированного доступа.

Изменяются требования, предъявляемые к самому человеку. Его необходимым качеством становится высокий уровень информационной культуры. Развитый интеллект, умение грамотно работать с любой информацией, профессионализм – вот основные характеристики человека, подготовленного к жизни в информационном обществе. Умение свободно работать на персональном компьютере является важнейшей составляющей современной информационной культуры.

Раз уж мы столько раз употребили слово информация, то настало время определиться, какой смысл мы будем вкладывать в это понятие в нашем курсе. В каждой науке есть первичные понятия, которые не определяются через другие. В информатике таким понятием является понятие информации. Поскольку существует очень много предложений, что же считать информацией, то понятно, что единого мнения пока выработать не удалось. Мы же будем рассматривать прикладной аспект информации связанный с обработкой информации с помощью компьютера.

Итак, что можно сказать об информации. Если выразить то наиболее общее что характеризует практически все определения информации получиться, что информация - это содержание некоторого сообщения. Кроме этого можно выделить ещё следующие важнейшие прикладные аспекты информации.

· Информация всегда передаётся в виде сообщений, т.е. у информации всегда есть материальный носитель.

· Сообщение – это совокупность знаков или первичных сигналов.

· Один набор знаков всегда можно отобразить в другой набор знаков, и правило такого отображения называется кодом.

· Минимальное количество знаков, из которых можно составлять сообщения, равно двум.

Из последнего утверждения, кстати, следует, что минимальный объём информации может быть закодирован одним из двух знаков и такой объём называется одним битом. Таким образом, объём информации, циркулирующий в информационных системах, принято измерять в битах. Это очень маленький объём и поэтому на практике применяются производные единицы:

Байт – 8 бит;

Килобайт – 1024 байт;

Мегабайт – 1024 килобайт;

Гигабайт – 1024 мегабайт;

Терабайт – 1024 гигабайт.

Множитель 1024 равен 2¹⁰ и отражает тот факт, что компьютеры построены на элементах, перерабатывающих информацию в двоичном коде.

С информацией можно производить различные действия: создавать новую информацию, хранить её, копировать, шифровать, передавать, преобразовывать из одного вида в другой.

Таким образом, в настоящее время существует термин Информационное общество – общество, в котором большинство работающих занято производством, хранением, переработкой и реализацией информации, особенно высшей ее формы – знаний.

При информатизации общества особое внимание уделяется комплексу мер, направленных на обеспечение полного использования достоверного, исчерпывающего и своевременного знания во всех видах человеческой деятельности. Таким образом, «информатизация общества» является более широким понятием, чем «компьютеризация общества», и направлена на скорейшее овладение информацией для удовлетворения своих потребностей.

Свойства (качественныехарактеристики) информации:

1. Полнота – свойство информации отражать все сведения, необходимые для принятия решения, Это субъективное свойство, т.к. субъект может определить, какое именно количество информации является для него полным.

2. Достоверность – свойство информации отражать истинные характеристики явлений, объектов. Если информация недостоверна, это не значит, что она искажена. Это объективное свойство, не зависит от задач, стоящих перед пользователем.

3. Точность – свойство информации отражать характеристики явлений, объектов с необходимым приближением (информация может быть достоверной, но разной точности). Принято, что в экономике денежные суммы получают с точностью до копеек, но может быть, точности будет достаточно и в тысячах рублях. Этосубъективноесвойство.

4. Актуальность – свойство информации отражать характеристики явлений в их наименее давнем состоянии. Это зависит от задач, которые стоят перед субъектом. Если проводят операции по счетам, то надо оперировать самыми последними данными. Это свойство субъективно. В аналитической работе нельзя собрать самую актуальную информацию, поэтому надо решать, какой давности

5. Целостность – свойство внутренней непротиворечивости информации. Нарушение любого из предыдущих свойств может приводить к нарушению целостности.

Нарушение целостности могут иметь разные причины, нарушив любое свойство нарушается целостность системы.

Информацию нужно рассматривать в контексте ценности для получателя. Не относятся к информации такие характеристики предметов, которые не могут быть использованы, или не нужны пользователю (совокупности пользователей). Таким образом, границы понятия «информация» субъективны, только субъект исследования может понять, что именно ему необходимо.

 

Информация и данные

Данные – это отдельные факты, характеризующие объекты, процессы и явления в предметной области, их свойства, а также информация в форме, пригодной для обработки и регистрации в виде сигналов. Не вся информация – данные. Данные – представление информации в особом, форматированном виде, удобном для сбора, обработки, хранения, и пересылки. Данные также могут рассматриваться как признаки или записанные наблюдения, которые по каким-то причинам не используются, а только хранятся. В том случае, если появляется возможность использовать эти данные для уменьшения неопределенности о чем-либо, данные превращаются в информацию. Поэтому можно утверждать, что информацией являются используемые данные.

Не относятся к данным неформализуемые элементы информации.

Поскольку условия обработки разные, то границы понятия «данные» также субъективны. В одной системе можно обработать данные, в другой системе – нельзя.

Понятие «данные» уже чем понятие «информация».

При обработке на ЭВМ данные трансформируются, условно проходя следующие этапы:

• Данные как результат измерений и наблюдений;
• Данные на материальных носителях информации (таблицы, протоколы, справочники);
• Модели (структуры) данных в виде диаграмм, графиков, функций;
• Данные в компьютере на языке описания данных;
• Базы данных на машинных носителях.

Знание как высшая форма информации. Знания связаны с данными, основываются на них, но представляют результат мыслительной деятельности человека, обобщают его опыт, полученный в ходе выполнения какой-либо практической деятельности. Они получаются эмпирическим путем. Знания – это хорошо структурированные данные, или данные о данных, или метаданные.

Знания – это выявленные закономерности предметной области (принципы, связи, законы), позволяющие решать задачи в этой области.

При обработке на ЭВМ знания трансформируются, условно проходя следующие этапы:

· Знания в памяти человека как результат мышления;

· Материальные носители знаний (учебники, методические пособия и т.п.);

· Поле знаний – условное описание основных объектов предметной области, их атрибутов и закономерностей, их связывающих;

· Знания, описанные на языках представления знаний (продукционные языки, семантические сети, фреймы и т.д.);

· Базы знаний (небольшого объема, но исключительно дорогие информационные массивы).

 

Информационно-логические основы построения персонального компьютера

 

Символьная информация представляется по правилам какого-либо языка. Языки бывают естественными и формальными. Код – это совокупность условных знаков, каждому из которых присваивается определенное значение. Код, содержащий только два символа, например 0 или 1, называется двоичным. Процесс преобразования информации в соответствии с правилами, заданными некоторым кодом называется кодированием. Любую информацию можно закодировать как последовательность 0 и 1. Такое представление называется двоичным кодированием.

Системой счисления называется определенный способ записи любых чисел и соответствующие ему правила действий над числами. Совокупность различных цифр и знаков, используемых в системе счисления для записи чисел, называется алфавитом системысчисления. Системы счисления бывают позиционными и непозиционными.

Непозиционная система счисления – система, в которой значение не зависит от его положения в числе. Непозиционные системы счисления возникли раньше позиционных систем. Примером непозиционной системы счисления служат цифры в римской системе, обозначающиеся знаками: 1-I, 2-II, 3-III, 5-V, 10-X, 50-L, 100-C, 500-D, 1000-M. Тогда, например, десятичное число 28 будет представляться как XXVIII =10+10+5+1+1+1, то есть количественное значение числа представляется суммой значений символов. Основной недостаток непозиционных систем – большое число разных знаков и сложность выполнения арифметических операций.

В позиционной системе счисления величина, которую обозначает цифра в записи числа, зависит от позиции цифры в этом числе. Основание системы счисления – это размер алфавита (количество цифр). Число в позиционной системе можно представить в виде суммы произведений составляющих его цифр на соответствующие степени основания системы. Например, в десятичной системе 5381 первая цифра слева означает количество тысяч, вторая – количество сотен, третья – количество десятков, четвертая количество единиц. Номер позиции, определяющий вес единицы, называется р азрядом.

 

Десятичнаяпозиционная система счисления: любое число можно записать в виде

Алфавит десятичной системы счисления

Двоичная позиционная система счисления: любое число можно записать в виде

Алфавит двоичной системы счисления

Основные понятия алгебры логики.

Для математического описания работы компьютера и его программного проектирования широко используется алгебра логики (булевская алгебра). В булевской алгебре рассмотрим константы и функции.

Константы алгебры логики – логический 0 (ложь) и логическая 1 (истина). Логические переменные принимают только два значения–логический 0 или логическая 1.

Логической функцией F от набора логических переменных x₁, x₂, …, x_nназывается функция, которая может принимать только два значения: логический 0 или логическую 1. Для того, чтобы определить логическую функцию, надо перечислить либо все наборы ее аргументов, при которых она принимает значение 1, либо все наборы при которых она принимает значение 0. Набор аргументов – это конкретное сочетание значений аргументов. Полный набор - это переменные всех возможных сочетаний значений аргументов. Любая логическая функция может быть задана с помощью таблицы истинности, в левой части которой записываются наборы аргументов, а в правой соответствующее значение функции.

Элементарные логические функции – логические функции, которые зависит от одной или двух логических переменных, называются элементарными.

a) логическое умножение (конъюнкция) – операция «И» (and). Обозначается &, ^, , или совсем опускается: x&y, x^y, x y или xy.

Таблица истинности функции F (x,y)=xy:                 Логическая схема.

Полный наборвсехзначенийаргументов x	y	xy
1	1	and 1
1	0	0
0	1	0
0	0	0

б) логическое сложение (дизъюнкция) – операция «ИЛИ» (or). Обозначается или +: x y или x+y.

or

Таблица истинности функции F (x,y)=x y:                Логическая схема.

x	y	x y
1	1	1
1	0	1
0	1	1
0	0	0

в) отрицание (инверсия) – операция «НЕ» (not). Обозначается  или ‘: или x’.

Таблица истинности функции F (x)= Логическая схема.

x	not x x y
истина	ложь
ложь	истина

Булевы (логические) выражения – это булевы константы и переменные, связанные логическими операциями «И», «ИЛИ» и «НЕ» в единую формулу. При вычислении логического выражения учитывается приоритет логических операций: 1 – инверсия («НЕ»), 2 – конъюнкция («И»), 3 – дизъюнкция(«ИЛИ»). Для изменения порядка действий используются скобки. Например, F (X 1, X 2, X 3)=(X 1 X 2)(X 1 X 2) X 2X 3.