Лекция по Информатике на тему "Введение. Понятия и предмет информатики". (1 курс спо, информатика)

Лекция 1 Введение. Понятия и предмет информатики. 1.  Понятия и предмет информатики. 2. Свойства и носители информации 3. Роль информационной деятельности в современном обществе 1.Понятия и предмет информатики.   Термин «информатика» (от фр. information ­ информация + automatique ­ автоматика) означает автоматическую обработку   информации.   Кроме   Франции   термин   «информатика»   используется   в   ряде   стран   Восточной   Европы.   В большинстве  стран   Западной   Европы  и  США  используется  другой  термин   ­  Computer  Science  (наука  о  средствах вычислительной техники). Информатика ­ это наука, изучающая структуру и общие свойства информации, а также закономерности и методы ее создания, хранения, поиска, передачи и преобразования с использованием компьютерных технологии.       Информация ­ сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления.     Информатизация – организационным социально­экономический и научно­технический   процесс   создания   оптимальных   условий   для   удовлетворения   информационных   потребностей   и   реализации   прав   граждан,   органов государственной   власти,   органов   местного   самоуправления,   организаций,   общественных   объединений   на   основе формирования и использования информационных ресурсов.  2. Свойства и носители информации Свойства  информации.  При работе с  информацией  и разработке информационных  систем  и технологии  важно оценить свойства поступающей, хранимой и передаваемой информации. Адекватность­ свойство информации однозначно соответствовать отображаемому объекту или явлению. Достоверность ­ свойство информации не иметь скрытых ошибок. Полнота ­ свойство информации исчерпывающе характеризовать отображаемый объект или процесс. Доступность ­ свойство информации, характеризующее возможность ее получения данным пользователем. Релевантность ­ способность информации соответствовать запросам пользователя. Качество   информации  ­   обобщенная   положительная   характеристика   информации,   отражающая   степень   се полезности. Актуальность   информации  ­   степень   соответствия   информации   текущему   моменту   времени.   Нередко   с актуальностью, как и с полнотой, связывают коммерческую ценность информации. Краткость и четкость информации ­ отсутствие в информации ненужных сведений. Ценность ­ степень важности информации для решения задачи. Понятность ­ выражение информации на языке, понятном тем, кому она предназначена. Своевременность  ­   актуальность   информации   и   наличие   в   ней   сведений,   необходимых   в   данный   момент   для понимания   и  принятия   решения.  В   каждом  конкретном   случае   нужно   учитывать  только   те  свойства  информации, которые действительно оказывают влияние на рассматриваемую систему или технологию. Информационные процессы растянуты во времени, поэтому достоверная и адекватная, но устаревшая информация может привести к ошибочным решениям. Необходимость поиска (или разработки) адекватного метода для работы с данными может привести к такой задержке получения информации, что она становится неактуальной и ненужной. На этом, в частности, основаны многие современные системы шифрования данных с открытым ключом. Лица, не владеющие ключом (методом) для чтения данных, могут заняться поиском ключа, поскольку алгоритм его работы доступен, но продолжительность этого поиска столь велика, что за время работы информация теряет актуальность и. естественно, связанную с ней практическую ценность. Одним из способов превращения информации в сообщение является запись ее на материальном носителе.  Данные ­ это информация, представленная в виде, пригодном для обработки ее автоматическими средствами при возможном участии человека. Операции с данными. В ходе информационного процесса данные преобразуются из одного вида в другой. Обработка данных включает в себя следующие операции. Сбор данных ­ накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решений Формализация данных ­ приведение данных, поступающих из разных источников, к одинаковой форме для того, чтобы сделать их сопоставимыми между собой. Сортировка   данных  ­   упорядочивание   данных,   но   заданному   признаку   с   целью   удобства   их   использования; сортировка данных повышает доступность информации. Фильтрация данных ­ отсеивание лишних данных, в которых нет необходимости для принятия решений; при этом достоверность и адекватность данных должны возрастать. Архивация данных ­ организация хранения данных в компактной сжатой форме; архивация данных повышает общую надежность информационного процесса и используется для снижения затрат по хранению данных. Защита данных ­ комплекс мер, направленных на предотвращение утраты, воспроизведения и изменения данных. Преобразование  данных  ­ перевод  данных  из одной формы в другую;  преобразование  данных  часто  связано  с изменением типа носителя Прием и передача данных­ процессы, осуществляемые между участниками информационного процесса; при этом источник данных в информатике принято называть сервером, а потребителя ­клиентом. Носители данных, Самым распространенным носителем данных, хотя и не самым экономичным, является бумага. На   бумаге   данные   регистрируются   путем   изменения   оптических   характеристик   ее   поверхности.   Для   хранения компьютерных  данных  используются  специальные  носители,  на которых  сохраняется  кодированная  информация.  В компьютере для хранения информации предназначена память, которая подразделяется на основную (энергозависимую), 1 участвующую   только   в   процессе   обработки   информации,   и   внешнюю   (энергонезависимую).   Внешняя   память   в зависимости от характера носителя подразделяется на несколько типов память на магнитных носителях — гибкие и жесткие магнитные диски (винчестеры), ziv­диски и магнитные ленты, память на оптических носителях — компакт­ диски с однократной и многократной записью, энергонезависимая электронная память ­ флэш­память. Внешняя память выполняет функции хранения исходных, промежуточных и окончательных данных в процессе обработки информации, архивного хранения данных и переноса информации с одного компьютера на другой. В каждом из этих случаев приме­ няются   свои   виды   внешней   памяти.   Фактически   единственным   типом   внешней   памяти,   используемым   в   процессе обработки информации, являются накопители на жестких магнитных дисках. Их основной характеристикой является объем   вмещаемой   информации.   Для   архивного   хранения   данных   долго   использовались   магнитные   ленты   и   гибкие магнитные диски (дискеты), В последние годы дискеты постепенно утрачивают функцию архивного хранения, так как имеют небольшую емкость (1,44 Мбайт), но ими еще пользуются из­за низкой стоимости носителя. Оптические диски, стоимость которых сейчас резко снизилась, все больше используются для архивного хранения. Дискеты по­прежнему сохраняют свое значение в качестве наиболее удобного средства переноса небольших объемов информации. Это связано с тем,  что их можно  использовать на любом компьютере,  в отличие от других  носителей,   требующих наличия  на компьютере дополнительных аппаратных или программных возможностей. Удобным и дешевым средством переноса информации являются записываемые и перезаписываемые оптические диски, но они требуют наличия пишущего оптического дисковода и соответствующего программного обеспечения. Еще более удобным средством переноса информации являются устройства флэш­памяти с USB­интерфейсом (USB­брелки) и карты флэш­памяти с USB­переходником, однако их стоимость пока еще достаточно высока. Для переноса больших объемов информации, измеряемых десятками гигабайтов, используются внешние накопители на жестких магнитных дисках   (портативные   винчестеры   и   ziv­диски),   оборудованные   средствами   для   подключения   к   компьютеру   через внешние   разъемы.   От   свойств   носителя   нередко   зависят   такие   свойства   информации,  как   полнота,   доступность   и достоверность. Задача преобразования данных с целью смены носителя является одной из основных задач информатики. Перерабатываемая   информация   связана   с   различными   материальными   носителями,   однако   главную   роль   в информационных технологиях играет не сам носитель, а связанная с ним информация. 3 Роль информационной деятельности в современном обществе Простейшие   средства   вычислений.   Английское   слово   «compute»   (согласно   словарю   Funk   &   Wagnalls   Standard College Dtcttonar)   означает  следующее:  «определять  количество  или число  с  помощью  расчета  или размышления». Поэтому компьютером вполне можно назвать обычные счеты, изобретенные в Китае около 2 500 лет назад и до сих пор не вышедшие из употребления. Счеты или абак ­ это устройства для простейших вычислений. Первое упоминание о них относится примерно к 500 г. до н.э. С их помощью китайцы выполняли сложение, вычитание, деление и умножение. Механические   вычислительные   устройства.   Первым   механическим   компьютером   была   аналитическая   машина, придуманная и частично сконструированная Чарльзом Бэббиджем в Лондоне между 1822 и I87I гг. Она должна была считывать инструкции с перфокарт, производить вычисления с помощью банка памяти и печатать решения на бумаге. Ч.Бэббидж потратил на эту машину внушительные собственные средства, эквивалентные 6000 долл., и 17 000 долл. из государственной казны Великобритании. Но высокоточное производство, необходимое для создания тысяч движущихся деталей,   было   за   пределами   возможностей   того   времени.   Вряд   ли   блистательную   идею   Ч.Бэббиджа   можно   было воплотить в жизнь, но если бы это произошло, то его аналитическая машина выполняла бы те же функции, что и большинство первых электронных компьютеров. Информация из анкет переносилась на перфокарты, руководствуясь электрическими импульсами, порядок которых определяли отверстия в перфокарте. Затем машина быстро составляла таблицы и печатала обработанные данные на бумажкой ленте. В 1896 г. Г.Холлерит ушел из бюро переписей, основал корпорацию Tabulation Machine и занялся производством и продажей Своего оборудования. Компания в итоге превратилась в IBM, а RO перфокарту до сих пор иногда называют картой Холлерита. Программирование на EN1 АС было сложной задачей и требовало ручного переключения кабелей. С 1949 по 1952 г. компьютер   неплохо   «потрудился»   над   решением   различных   научных   задач.   ENIAC   считается   прародителем большинства современных компьютеров. Другой   цифровом   электронный  компьютер   первого   поколения   «Колосс­1»,  сыгравший   важную  роль  в  истории вычислительной   техники,   был   создан   в   британском   секретном   правительственном   учреждении   под   руководством профессора Макса Ньюмена. «Колосс­1» был создан для решения единственной задачи — криптографического анализа, т.е.  расшифровки  кодов.  Считывая  информацию  с перфоленты,  он  просматривал  и анализировал  5000  символов  в секунду. «Колосс­1» начал работать в 1943 г. и сыграл важную роль. Второй мировой войне, позволив Великобритании расшифровать немецкие коды «Enigma». 60­е   и   70­е   годы   XX   в.   можно   считать   эпохой   больших   вычислительных   машин.   В   то   время   компьютерную индустрию   олицетворяли   большие   компьютеры   и   производившие   их   компании,   унаследовавшие   технологию   ABC, ENIAC и «Колосса­1»  Компания Intel создает первый 4­разрядный микропроцессор 4004, состоящий из 2 000 транзисторов и имеющий тактовую частоту до I М Гц. Накопленный к сегодняшнему дню колоссальный информационный потенциал и появление новых информационных и  коммуникационных технологий изменили социально­экономический характер современного общества. Если до середины ХХ века общество имело ярко выраженный индустриальный характер, то нынешнее его состояние  ученые характеризуют как постиндустриальное, рассматривая его в качестве переходного к информационному  2 обществу. Переход от индустриального общества к информационному характеризует пере­ распределение трудовых  ресурсов в сферу обслуживания и информационную сферу: Сфера услуг — часть экономики, которая включает в себя все виды коммерческих и некоммерческих услуг;  оказываемых предприятиями, организациями, а так­же физическими лицами. Сферу услуг составляет в экономически развитых странах основ­ ную часть экономики по числу занятых (больше 60 %). В сферу услуг входят следующие услуги: финансовые, информационные ,жилищно­коммунальные, бытовые, услуги  аренды, туристические, юридические, гостиничные охранные, услуги переводчиков, торговые , транспортные услуги. Информационная сфера представляет собой совокупность информации, информационной инфраструктуры, субъектов, осуществляющих сбор, формирование, распространение и использование информации, а также системы регулирования  возникающих при этом общественных отношений. Примеры применения компьютеров в различных сферах: АСУ, роботы, связь, САПР, строительство, банки, наука,  торговля, образование (БД, дистанционное обучение), медицина, правоохранительные органы, сельское хозяйство,  армия, искусство, социальная сфера, быт. Таким образом, общество обладает информационными ресурсами. Сферы занятости в США в 1983 году сфера  обслуживания 30% промышленность 20% с/х 5% информационные услуги 45% В состав информационных ресурсов входят : • Библиотеки (более 150 тыс. в России, идет создание электронных каталогов, оцифровка книг); • центры научно­технической информации (регистрация новых изобретений и открытий), • архивы (идет перевод в электронный вид), • отраслевые ресурсы (компьютерные центры предприятий, организаций по обработке информации и управлению), • социальные ресурсы (здравоохранение, образование, пенсионый фонд, система страхования, туризм и т.д.). Для развития человеческого общества необходимы материальные, инструментальные, энергетические и другие ресурсы, в том числе и информационные. Настоящее время характеризуется небывалым ростом объема информационных  потоков. Это относится практически к любой сфере деятельности человека. Наибольший рост объема информации  наблюдается в промышленности, торговле, финансово­банковской и образовательной сферах. В настоящее время распространение информации в информационном секторе экономики невозможно представить без  применения новых информационных технологий (НИТ). Использование современных ИТ обеспечивает почти  мгновенное подключение к любым электронным информационным массивам, поступающим из международных,  региональных и национальных информационных систем и использование их в интересах успешного ведения бизнеса. Благодаря стремительному развитию НИТ, в настоящее время не только появился открытый доступ к мировому потоку политической, финансовой, научно­технической информации, но и стала реальной возможность построения глобального бизнеса в сети Internet . Рост популярности Internet связан с тем, что с использованием данной технологии можно реализовать практически все  бизнес­процессы в электронном виде: покупать и продавать товары и услуги, вкладывать деньги, получать информацию, заключать соглашения и т.д. Настоящий момент развития Internet связан с лавинообразным развитием электронной  коммерции. Человеку постоянно приходится участвовать в процессе передачи информации. Передача может происходить при  непосредственном разговоре между людьми, через переписку, с помощью технических средств связи: телефона, радио,  телевидения и др. Такие средства связи называются каналами передачи информации. Информационные каналы  разделяются на два вида: биологические и технические. Биологические информационные каналы – это органы чувств человека. Их пять: зрение, слух, вкус, обоняние,  осязание. По способу восприятия человеком информация бывает зрительная, слуховая, тактильная, обонятельная,  вкусовая, мышечная и вестибулярная. Технические информационные каналы– это телефон, радио, телевидение, компьютер и др. Процесс передачи информации всегда двусторонний: есть источник, и есть приемник информации. Источник передает  (отправляет) информацию, а приемник её получает (воспринимает). Каждый человек постоянно переходит от роли  источника к роли приемника информации. Человеку почти непрерывно приходится заниматься обработкой информации. Информация, воспринимаемая человеком в речевой или письменной форме, называется символьной (или  знаковой) информацией. Человеческая речь и письменность тесно связаны с понятием языка. Язык ­ это знаковая система для представления информации, обмена информацией. Запахи, вкусовые и  осязательные ощущения не сводятся к каким­то знакам, не могут быть переданы с помощью знаков. Безусловно, они  несут информацию, поскольку мы их запоминаем, узнаем. Такую информацию называют образной информацией. К  образной относится также информация, воспринимаемая через зрение и слух, но не сводящаяся к языкам (шум ветра,  пение птиц, картины природы, живопись). Хотя информация связана с материальным носителем, а её передача ­ с затратами энергии, одну и ту же информацию  можно хранить на различных материальных носителях (на бумаге, в виде фотографии, на магнитной ленте) и  передаваться с различными энергетическими затратами (по почте, по телефону, с курьером и т.д.). В качестве средства для хранения, переработки и передачи информации научно­технический прогресс предложил  обществу компьютер (электронно­вычислительную машину, ЭВМ). Вопросы для самоконтроля. 3 1. Дайте определение понятия «информация». 2. Какие носители информации вы знаете? 3. Дайте понятие «информатизация общества» 4. Перечислите свойства информации 5. Назовите основные информационные процессы 6. Назовите средства, обеспечивающие выполнение информационных процессов. 7. Объясните термин «информационные технологии» 8. Какие области применения информационных технологии вы знаете? 4