МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский  государственный университет технологии и дизайна

Северо-Западный институт печати 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Контрольная работа по дисциплине: «Информатика» 

На  тему: «Наука информатика. Информация. Свойства информации» 
 
 
 

Выполнила:

студентка 1 курса

специальность: «Реклама»

заочной формы обучения

Ковалёва  Анастасия Вадимовна

Проверил:

Пигичка Юрий Любомирович 
 
 
 
 
 
 

Санкт-Петербург

2010 г. 

Содержание 

НАУКА ИНФОРМАТИКА

Появление и развитие информатики

Информа́тика (ср. нем. Informatik, фр. Informatique, англ. computer science - компьютерная наука - в США, англ. computing science - вычислительная наука - в Великобритании) - наука о способах получения, накопления, хранения, преобразования, передачи и использования информации. Она включает дисциплины, относящиеся к обработке информации в вычислительных машинах и вычислительных сетях: как абстрактные, вроде анализа алгоритмов, так и довольно конкретные, например, разработка языков программирования. 

Термин  «информатика» был впервые введён в Германии Карлом Штейнбухом в 1957 году. В 1962 году этот термин был введён во французский язык Ф. Дрейфусом (от слияния французских слов information и automatique), который также предложил и переводы на ряд других европейских языков. В советской научно-технической литературе термин «информатика» был введён А. И. Михайловым, А. И. Черным и Р. С. Гиляревским в 1968 году. 

Темами  исследований в информатике являются такие вопросы как:  

- теория вычислимости и искусственный интеллект (что можно, а что нельзя реализовать в программах и базах данных);

- теория  сложности вычислений (как можно решать специфические вычислительные и информационные задачи с максимальной эффективностью);

-структуры  и базы данных (в каком виде следует хранить и восстанавливать информацию специфического вида);

- пользовательский  интерфейс и языки программирования, и представление знаний (как программы и люди должны взаимодействовать друг с другом) и т. п. 

Понятие информатики является таким же трудным  для какого-либо общего определения, как, например, понятие математики. Это и наука, и область прикладных исследований, и область междисциплинарных  исследований, и учебная дисциплина (в школе и в вузе). 

Началом информатики принято считать 1948 год, год издания книги Норберта Винера «Кибернетика, или управление и связь в животном и машине». Примерно в это же время были созданы  первые электронные цифровые вычислительные машины. Но, не смотря на то, что информатика как наука появилась относительно недавно, её происхождение следует связывать с работами Готфрида Вильгельма фон Лейбница по созданию конструкции счётной машины  (1673-1674г.) и разработке универсального (философского) исчисления. 

Первый  факультет информатики был основан  в 1962 году в университете Пёрдью (Purdue University). Сегодня факультеты и кафедры  информатики имеются в большинстве  университетов мира. 

Отдельной наукой информатика была признана лишь в 1970-х; до этого она развивалась в составе математики, электроники и других технических наук. Некоторые начала информатики можно обнаружить даже в лингвистике. С момента своего признания отдельной наукой информатика разработала собственные методы и терминологию. 

В школах СССР учебная дисциплина «Информатика»  появилась в 1985 году одновременно с  первым учебником А. П. Ершова «Основы  информатики и вычислительной техники». 

Высшей  наградой за заслуги в области  информатики является премия Тьюринга. 

4 декабря  отмечается День российской информатики,  так как в этот день в  1948 году Государственный комитет  Совета министров СССР по внедрению  передовой техники в народное  хозяйство зарегистрировал за  номером 10 475 изобретение И. С. Брука и Б. И. Рамеева - цифровую электронную вычислительную машину.

Структура информатики.

Информатика в широком смысле представляет собой  единство разнообразных отраслей науки, техники и производства, связанных  с переработкой информации.  

Информатику в узком смысле можно представить как состоящую из трех взаимосвязанных частей: 

1) Информатика как отрасль народного хозяйства состоит из однородной совокупности предприятий разных форм хозяйствования, где занимаются производством компьютерной техники, программных продуктов и разработкой современной технологии переработки информации. Специфика и значение информатики как отрасли производства состоят в том, что от нее во многом зависит рост производительности труда в других отраслях народного хозяйства. В настоящее время около 50% всех рабочих мест в мире поддерживается средствами обработки информации. 

2) Информатика как фундаментальная наука занимается разработкой методов создания информационного обеспечения процессов управления любыми объектами на базе компьютерных информационных систем. В Европе можно выделить следующие основные научные направления в области информатики: разработка сетевой структуры, компьютерно-интегрированные производства, экономическая и медицинская информатика, информатика социального страхования и окружающей среды, профессиональные информационные системы. 

3) Информатика как прикладная дисциплина занимается:

изучением закономерностей в информационных процессах (накопление, переработка, распространение);

созданием информационных моделей коммуникаций в различных областях человеческой деятельности;

разработкой информационных систем и технологий в конкретных областях и выработкой рекомендаций относительно их жизненного цикла: для этапов проектирования и  разработки систем, их производства, функционирования и т.д. 

Главная функция информатики заключается  в разработке методов и средств  преобразования информации и их использовании  в организации технологического процесса переработки информации. 

Задачи  информатики состоят в следующем:

исследование  информационных процессов любой природы;

разработка  информационной техники и создание новейшей технологии переработки информации на базе полученных результатов исследования информационных процессов;

решение научных и инженерных проблем  создания, внедрения и обеспечения  эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах общественной жизни. 

Информатика существует не сама по себе, а является комплексной научно-технической  дисциплиной, призванной создавать  новые информационные техники и  технологии для решения проблем в других областях. Комплекс индустрии информатики станет ведущим в информационном обществе. Тенденция к большей информированности в обществе в существенной степени зависит от прогресса информатики как единства науки, техники и производства.

Технические средства информатики.

ЭВМ - основное техническое средство обработки информации. 

ЭВМ могут быть классифицированы по ряду признаков, в частности: по принципу действия, назначению, способам организации вычислительного процесса, размерам и вычислительной мощности, функциональным возможностям, способности к параллельному выполнению программ и др. 

Рассмотрим  два из них:  

По назначению ЭВМ можно разделить на три  группы: 

1) универсальные (общего назначения) - предназначены для решения самых разных инженерно-технических задач: экономических, математических, информационных и других задач, отличающихся сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных. Характерными чертами этих ЭВМ являются высокая производительность, разнообразие форм обрабатываемых данных (двоичных, десятичных, символьных), разнообразие выполняемых операций (арифметических, логических, специальных), большая емкость оперативной памяти, развитая организация ввода-вывода информации;  

2) проблемно-ориентированные - предназначены для решения более узкого круга задач, связанных обычно с технологическими объектами, регистрацией, накоплением и обработкой небольших объемов данных (управляющие вычислительные комплексы);  

3) специализированные - для решения узкого круга задач, чтобы снизить сложность и стоимость этих ЭВМ, сохраняя высокую производительность и надежность работы (программируемые микропроцессоры специального назначения, контроллеры, выполняющие функции управления техническими устройствами). 

По принципу действия ЭВМ делятся на: 

1) аналоговые вычислительные машины (АВМ) - вычислительные машины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в непрерывной форме, т.е. виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаще всего электрического напряжения); в этом случае величина напряжения является аналогом значения некоторой измеряемой переменной.; 

2) цифровые вычислительные машины (ЦВМ) - вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в дискретной, а точнее в цифровой, форме — в виде нескольких различных напряжений, эквивалентных числу единиц в представляемом значении переменной; 

3) гибридные вычислительные машины (ГВМ) - вычислительные машины комбинированного действия, работают с информацией, представленной и в цифровой, и в аналоговой форме.

ИНФОРМАЦИЯ

ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИНФОРМАЦИИ

Информация (от лат. informatio - осведомление, разъяснение, изложение, от лат. informare - придавать форму) - в широком смысле абстрактное понятие, имеющее множество значений, в зависимости от контекста. В узком смысле этого слова - сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления. Сведения об объектах живой или неживой природы, их свойств и взаимном влиянии друг на друга. 

Информация  и ее свойства являются объектом исследования целого ряда научных дисциплин, таких как теория информации (математическая теория систем передачи информации), кибернетика (наука о связи и управлении в машинах и животных, а также в обществе и человеческих существах), семиотика (наука о знаках и знаковых системах), теория массовой коммуникации (исследование средств массовой информации и их влияния на общество), информатика (изучение процессов сбора, преобразования, хранения, защиты, поиска и передачи всех видов информации и средств их автоматизированной обработки), соционика (теория информационного метаболизма индивидуальной и социальной психики), информодинамика (наука об открытых информационных системах), информациология (наука о получении, сохранении и передаче информации для различных множеств объектов) и т. д.

Информация  содержится везде. Дерево содержит собственную  генетическую информацию, и только благодаря этой информации от семечка  берёзы вырастает только берёза. Для  деревьев источником информации является воздух, именно по уровню состояния воздуха дерево может определить время распускания почек.Перелетные птицы знают свой маршрут перелёта, и каждая стая идёт только своим заданным в генах маршрутом. 

Стремление  зафиксировать, сохранить надолго  свое восприятие информации было всегда свойственно человеку. Мозг человека хранит множество информации, и использует для хранения ее свои способы, основа которых - двоичный код, как и у компьютеров. Человек всегда стремился иметь возможность поделиться своей информацией с другими людьми и найти надежные средства для ее передачи и долговременного хранения. Для этого в настоящее время изобретено множество способов хранения информации на внешних (относительно мозга человека) носителях и ее передачи на огромные расстояния.

Классификация информации

Информацию можно разделить на виды по разным критериям. 

1. По  форме представления:  

- дискретная  форма представления информации - это последовательность символов, характеризующая прерывистую, изменяющуюся  величину (количество дорожно-транспортных  происшествий, количество тяжких преступлений и т.п.);

- аналоговая  или непрерывная форма представления  информации - это величина, характеризующая  процесс, не имеющий перерывов  или промежутков (температура  тела человека, скорость автомобиля  на определенном участке пути и т.п.). 

2. По  области возникновения:  

- элементарную (механическую), которая отражает  процессы, явления неодушевленной  природы;

- биологическую,  которая отражает процессы животного  и растительного мира;

- социальную, которая отражает процессы человеческого общества.  

3. По  способу передачи и восприятия: 

- визуальную, передаваемую видимыми образами  и символами;

- аудиальную, передаваемую звуками;

- тактильную, передаваемую ощущениями;

- органолептическую,  передаваемую запахами и вкусами;

- машинную, выдаваемую и воспринимаемую средствами вычислительной техники. 

4. По  общественному назначению:  

- личную, предназначенную для конкретного  человека;

- массовую, предназначенную для любого желающего  ее пользоваться (общественно-политическая, научно-популярная и т.д.) ;

- специальную,  предназначенную для использования  узким кругом лиц, занимающихся  решением сложных специальных  задач в области науки, техники,  экономики. 

5. По  способам кодирования: 

- символьную, основанную на использовании  символов - букв, цифр, знаков и т. д. Она является наиболее простой, но практически применяется только для передачи несложных сигналов о различных событиях. Примером может служить зеленый свет уличного светофора, который сообщает о возможности начала движения пешеходам или водителям автотранспорта.

- текстовую,  основанную на использовании  комбинаций символов. Здесь так  же, как и в предыдущей форме,  используются символы: буквы,  цифры, математические знаки.  Однако информация заложена не  только в этих символах, но  и в их сочетании, порядке следования. Так, слова КОТ и ТОК имеют одинаковые буквы, но содержат различную информацию. Благодаря взаимосвязи символов и отображению речи человека текстовая информация чрезвычайно удобна и широко используется в деятельности человека: книги, брошюры, журналы, различного рода документы, аудиозаписи кодируются в текстовой форме.

- графическую,  основанную на использовании  произвольного сочетания в пространстве  графических примитивов. К этой  форме относятся фотографии, схемы,  чертежи, рисунки, играющие большое значение в деятельности человек.

ИНФОРМАЦИЯ  В ИНФОРМАТИКЕ

В настоящее  время не существует единого определения  термина информация. С точки зрения различных областей знания, данное понятие описывается своим специфическим  набором признаков. 

В информатике  широко используется такое определение:

Информация - сведения, передаваемые источником получателю (приёмнику).

Информация  всегда связана с материальным носителем, с материальными процессами и  имеет некоторое представление. Информация, представленная в какой-либо форме, называется сообщением. Сообщения представляются в виде сигналов и данных. Сигналы используются для передачи информации в пространстве между источником и получателем, а данные - для хранения, то есть для передачи во времени. 

Сигнал - изменяющийся во времени физический процесс, изменение параметров которого несёт информацию к получателю. 

Данные - результат фиксации, отображения  информации на каком-либо материальном носителе, то есть зарегистрированное на носителе представление сведений независимо от того, дошли ли эти сведения до какого-нибудь приёмника и интересуют ли они его.

Данные - это и текст книги или письма, и картина художника, и ДНК. 

Данные, являющиеся результатом фиксации некоторой  информации, сами могут выступать  как источник информации. Информация, извлекаемая из данных, может подвергаться обработке, и результаты обработки фиксируются в виде новых данных. Общая схема взаимоотношений между понятиями «информация» и «данные» в информационных системах может выглядеть следующим образом:

Процессы  внешнего мира → I1 →D1 → I2 → D2 → I3 → … 

Предметом изучения науки информатика являются именно данные: методы их создания, хранения, обработки и передачи. А сама информация, зафиксированная в данных, ее содержательный смысл интересны пользователям информационных систем, являющимся специалистами различных наук и областей деятельности: медика интересует медицинская информация, геолога - геологическая, предпринимателя - коммерческая и т. п. (в том числе специалиста по информатике интересует информация по вопросам работы с данными). 

Совокупность  данных, представляющих сообщение на материальном носителе, образует документ.

Документ - материальный объект, содержащий информацию в зафиксированном виде и специально предназначенный для её передачи во времени и пространстве.

«Закрепленная информация» - это и есть данные. Поэтому:

Документ - это материальный объект, содержащий данные, отображающие некоторую информацию

Единицы измерения количества информации

Единицы измерения информации служат для измерения объёма информации - величины, исчисляемой логарифмически. Это означает, что когда несколько объектов рассматриваются как один, количество возможных состояний перемножается, а количество информации - складывается. Не важно, идёт речь о случайных величинах в математике, регистрах цифровой памяти в технике или в квантовых системах в физике. 

Чаще  всего измерение информации касается объёма компьютерной памяти и объёма данных, передаваемых по цифровым каналам  связи. 

Объёмы  информации можно представлять как логарифм количества состояний.

Наименьшее  целое число, логарифм которого положителен - 2. Соответствующая ему единица - бит - является основой исчисления информации в цифровой технике. 

Целые количества бит отвечают количеству состояний, равному степеням двойки.

Особое  название имеет 4 бита - ниббл (полубайт, тетрада, четыре двоичных разряда), которые вмещают в себя количество информации, содержащейся в одной шестнадцатеричной цифре. 

Байт

Следующей по порядку популярной единицей информации является 8 бит, или байт (о терминологических тонкостях написано ниже). Именно к байту (а не к биту) непосредственно приводятся все большие объёмы информации, исчисляемые в компьютерных технологиях.

Такие величины как машинное слово и  т. п., составляющие несколько байт, в качестве единиц измерения почти никогда не используются. 

Килобайт

Для измерения  больших количеств байтов служат единицы «килобайт» = 1000 байт и «Кбайт» (кибибайт, kibibyte) = 1024 байт. Такой порядок  величин имеют, например:

Сектор  диска обычно равен 512 байтам, то есть половине кибибайта (не Кбайт), хотя для некоторых устройств может быть равен одному или двум кибибайт.

Классический  размер «блока» в файловых системах UNIX равен одному Кбайт (1024 байт).

«Страница памяти» в процессорах x86 (начиная с модели Intel 80386) имеет размер 4096 байт, то есть 4

Кбайт.

Объём информации, получаемой при считывании дискеты «3,5″ высокой плотности» равен 1440 Кбайт (ровно); другие форматы  также исчисляются целым числом Кбайт. 

Мегабайт

Единицы «мегабайт» = 1000 килобайт = 1000000 байт и «Мбайт» (мебибайт, mebibyte) = 1024 Кбайт = 1 048 576 байт применяются для измерения объёмов носителей информации.

Объём адресного пространства процессора Intel 8086 был равен 1 Мбайт.

Оперативную память и ёмкость CD-ROM меряют двоичными единицами (мебибайтами, хотя их так обычно не называют), но для объёма НЖМД десятичные мегабайты были более популярны.

Современные жёсткие диски имеют объёмы, выражаемые в этих единицах минимум шестизначными  числами, поэтому для них применяются гигабайты.

Гигабайт

Единицы «гигабайт» = 1000 мегабайт = 1000000000 байт и «Гбайт» (гибибайт, gibibyte) = 1024 Мбайт = 230 байт измеряют объём больших носителей информации, например жёстких дисков. Разница между двоичной и десятичной единицами уже превышает 7 %.

Размер 32-битного адресного пространства равен 4 Гбайт ≈ 4,295 Мбайт. Такой же порядок имеют размер DVD-ROM и современных  носителей на флеш-памяти. Размеры  жёстких дисков уже достигают  сотен и тысяч гигабайт.

Для исчисления ещё больших объёмов информации имеются единицы терабайт - тебибайт (1012 и 240 соответственно), петабайт - пебибайт (1015 и 250 соответственно) и т. д.