Вопрос. Социально-экономические аспекты информатизации общества

Вопрос

Социально-экономические аспекты информатизации общества. Понятия: " информационно-индустриальное общество", " информационная вооруженность", " экономика знаний", " индустрия информации". Причины быстрого роста производства средств вычислительной техники

Применение информационной технологии оказывает, прежде всего, непосредственное влияние на трудовую деятельность человека. Индустриальное общество ориентировано на массовое производство и потребление. Возникают индустриальные гиганты, производство которых строго стандартизировано и трудно поддается каким-либо нововведениям. Технологический консерватизм крупного индустриального производства не обладает гибкостью, обеспечивающей переналадку технологических циклов, и поэтому не может учитывать относительно быстро изменяющиеся индивидуальные запросы потребителей. По мере распространения информационной технологии происходит переход от массового производства к производству мелкосерийному, учитывающему все разнообразие индивидуальных запросов граждан. Производство становится гибким, способным к быстрым технологическим изменениям, что обеспечивает возрастание номенклатуры производимых товаров. Качественная перестройка промышленности под воздействием ее информатизации не могла не отразится на изменении содержания труда – выполняемых трудовых функциях работников производства, их количественных и качественных характеристиках. Физические перемещения заменяются информационными связями, малоквалифицированный труд исчезает, уступая место высококвалифицированному, отмирают традиционные трудовые функции. Одновременно происходят изменения и в характере труда, который является показателем степени свободы трудящихся индивидов, показателем их отношений к труду. Это выражается, прежде всего, в «онаучивании» труда – в возрастании масштабов применения научных знаний в процессе производства, что ведет к возрастанию творческого начала в процессе труда. Труд становится более творческим, увеличивается доля умственного труда, возрастает значимость его индивидуальных особенностей и соответственно уменьшается доля труда физического, изматывающего мускульные силы человека. Таким образом, информатизация производства способствует переходу людей от одного вида деятельности к другому. Это стимулирует создание новых рабочих мест, особенно в области обработки информации. По мере информатизации общества и повышения эффективности трудовой деятельности людей занятость населения начинает перемещаться из сферы производства к сфере услуг.

Экономика знаний - экономика, в которой большая часть валового внутреннего продукта обеспечивается деятельностью по производству, обработке, хранению и распространению информации и знаний, причем в этой деятельности участвуют более половины занятых.

Информационная индустрия - производство информационных товаров и услуг на базе информационных технологий. Информационная индустрия включает производство вычислительной техники и производство информации.

Вопрос

Области использования вычислительной техники. Классификация средств вычислительной техники в соответствии с решаемыми задачами.

По назначению ЭВМ можно разделить на три группы: универсальные (общего назначения), проблемно-ориентированные и специализированные

Универсальные ЭВМ предназначены для решения самых различных инженерно-технических задач: экономических, математических, информационных и других задач, отличающихся сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных. Они широко используются в вычислительных центрах коллективного пользования и в других мощных вычислительных комплексах.

Характерными чертами универсальных ЭВМ являются:

• высокая производительность;

• разнообразие форм обрабатываемых данных: двоичных, десятичных, символьных, при большом диапазоне их изменения и высокой точности их представления;

• обширная номенклатура выполняемых операций, как арифметических, логических, так и специальных;

• большая емкость оперативной памяти;

• развитая организация системы ввода-вывода информации, обеспечивающая подключение разнообразных видов внешних устройств.

Проблемно-ориентированные ЭВМ служат для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением технологическими объектами; регистрацией, накоплением и обработкой относительно небольших объемов данных; выполнением расчетов по относительно несложным алгоритмам; они обладают ограниченными по сравнению с универсальными ЭВМ аппаратными и программными ресурсами.

К проблемно-ориентированным ЭВМ можно отнести, в частности, всевозможные управляющие вычислительные комплексы.

Специализированные ЭВМ используются для решения узкого круга задач или реализации строго определенной группы функций. Такая узкая ориентация ЭВМ позволяет четко специализировать их структуру, существенно снизить их сложность и стоимость при сохранении высокой производительности и надежности их работы.

К специализированным ЭВМ можно отнести, например, программируемые микропроцессоры специального назначения; адаптеры и контроллеры, выполняющие логические функции управления отдельными несложными техническими устройствами, агрегатами и процессами; устройства согласования и сопряжения работы узлов вычислительных систем.

Вопрос

Понятия " информация" и " данные". Виды и способы представления дискретной информации. Кодирование информации. Аналоговые и дискретные ЭВМ.

Данные — информация, представленная в формализованном виде, позволяющем автоматизировать ее сбор, хранение и дальнейшую обработку человеком или техническими средствами, в т. ч. ЭВМ.

Информация — совокупность сведений, воспринимаемых системой из окружающей среды, выдаваемых в окружающую среду, либо сохраняемых внутри системы. Многообразие определений понятия информация (их насчитывается несколько десятков) сводится к четырем основным аспектам (подходам).

1. Количественный (синтаксический). Информация — это любое сообщение, любая (в т. ч. произвольная) последовательность символов, любое слово.

2. Смысловой. Информация — это смысл сообщения, полученный в результате его интерпретации. В таком аспекте понятие «информация» подразумевает выделение содержания сообщения, придание ему смысла, обозначение. Процесс интерпретации (обозначения) предполагает вписывание сообщения в некоторый знаковый контекст, установление связи сообщения с определенной ситуацией. Выделение смысла — прерогатива человека, и именно человек определяет как интерпретирует конкретное сообщение машина. В результате интерпретации сообщение превращается в знание. В таком случае информацию можно понимать как объективированное знание, т.е. знание, закрепленное на материальном носителе.

3. Прагматический — подход к определению информации с позиций ее ценности. В результате интерпретации сообщение приобретает ту или иную ценность, т.е. становится в большей или меньшей степени значимым для субъекта (человека или социальной группы). Ценность сообщения определяется не его свойствами «самого по себе», а его вовлеченностью в сферу интересов и потребностей субъекта, т.е существенным образом зависит от степени понимания, осмысления информации и, в то же время, от степени ее новизны. Если получатель информации не понимает воспринятого сообщения (это сообщение полностью не вписывается в его знаковый контекст), то ее ценность для него равна нулю. С другой стороны, если получатель абсолютно все знает о предмете сообщения, то сообщение также не имеет для получателя ценности. Информация, не обладающая ценностью, называется тривиальной. Таким образом, информация имеет субъективную ценность и зависит от накопленных субъектом знаний. В экономике преимущественно используется информация, несущая в себе содержательную и прагматическую составляющие.

4. Статистический. Информация рассматривается как сообщение о состоянии системы, уменьшающее неполноту и неопределенность наших знаний об этой системе. Понятие информации связывается с увеличением вероятности осуществления одного из возможных исходов ситуации. В случае полной однозначной предсказуемости системы можно говорить о наличии информации, полностью описывающей поведение системы. Такой подход связывает понятие “информация” с понятием “энтропия”, характеризующим меру неопределенности ситуации. Информация является величиной, обратно пропорциональной энтропии. Если энтропия характеризует «степень беспорядка» в системе, то информация, напротив, выступает как мера организации системы.

Названные аспекты понимания информации определяют и различные подходы к измерению информации. С точки зрения первого подхода количество информации определяется только длиной сообщения, каждый новый символ увеличивает количество информации. Второй подход связывает количество информации с существующими у субъекта знаниями. Прагматический подход определяет количество информации как меру, способствующую достижению поставленной цели. С точки зрения статистического подхода (наиболее распространенного) мерой количества информации в сообщениях служит величина, характеризующая изменение вероятности события под действием данного сообщения. В качестве такового измерителя информации был предложен двоичный показатель “ бит ” (bit).

Кодирование — процесс преобразования информации из одной формы (символьная, лингвистическая, табличная, графическая и т.д.) в другую с целью хранения, шифрования и защиты, сжатия, поиска и оперативного восприятия информации.

В информатике отдельно рассматривают аналоговую информацию и цифровую.

Органы чувств человека устроены так, что он способен принимать, хранить и обрабатывать аналоговую информацию. Музыка, когда мы ее слышим, несет аналоговую информацию, но стоит только записать ее нотами, как оно становится цифровой. Мы легко различим разницу в одной и той же ноте, если исполнить ее на фортепьяно и на флейте, хотя на бумаге эти ноты выглядят одинаково.

Разница между аналоговой информацией и цифровой, прежде всего в том, что аналоговая информация непрерывна, а цифровая дискретна. Многие устройства, созданные человеком, работают с аналоговой и цифровой информацией.

Аналоговые устройства:

Телевизор – луч кинескопа непрерывно перемещается по экрану. Чем сильнее луч, тем ярче светится точка, в которую он попадает. Изменение свечения точек происходит плавно и непрерывно.

Проигрыватель грампластинок – чем больше высота неровностей на звуковой дорожке, тем громче звучит звук.

Телефон – чем громче мы говорим в трубку, тем выше сила тока, проходящего по проводам, тем громче звук, который слышит собеседник.

Цифровые устройства:

Монитор – яркость луча изменяется не плавно, а скачком (дискретно). Луч либо есть, либо его нет. Если луч есть, то мы видим яркую точку (белую или цветную). Если, луча нет, мы видим черную точку. Поэтому изображение на экране монитора получается более четким, чем на экране телевизора.

Проигрыватель аудиокомпакт-дисков – звуковая дорожка представлена участками с разной отражающей способностью.

Струйный принтер – изображение состоит из отдельных точек разного цвета.

Человек, благодаря своим органам чувств привык иметь дело с аналоговой информацией, а в компьютере информация представлена в цифровом виде. Преобразование графической и звуковой информации из аналоговой формы в дискретную производится путем дискретизации.

Дискретизация – это преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений в форме кодов.

Вопрос

Измерение количества информации. Единицы измерения информации. Формулы Хартли и Шеннона.

Американский инженер Р. Хартли в 1928 г. процесс получения информации рассматривал как выбор одного сообщения из конечного наперёд заданного множества из N равновероятных сообщений, а количество информации I, содержащееся в выбранном сообщении, определял как двоичный логарифм N.

I = log2N

Например:

1. при бросании монеты: " выпала решка", " выпал орел";

2. на странице книги: " количество букв чётное", " количество букв нечётное".

Существует множество ситуаций, когда возможные события имеют различные вероятности реализации. Например, если монета несимметрична (одна сторона тяжелее другой), то при ее бросании вероятности выпадения " орла" и " решки" будут различаться.

Формулу для вычисления количества информации в случае различных вероятностей событий предложил К. Шеннон в 1948 году. В этом случае количество информации определяется по формуле:

где I - количество информации;
N - количество возможных событий;
р_i - вероятность i-го события.

Если вероятности p1,..., pN равны, то каждая из них равна 1/N, и формула Шеннона превращается в формулу Хартли.

В качестве единицы информации Клод Шеннон предложил принять один бит.

Бит в теории информации — количество информации, необходимое для различения двух равновероятных сообщений.

На практике чаще применяется более крупная единица — байт, равная восьми битам а также ещё более крупные производные единицы информации:

1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 2^10 байт,

1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 2^20 байт,

1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 2^30 байт

1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 2^40 байт,

1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 2^50 байт.

Вопрос.

Физические, математические и логические основы построения и функционирования вычислительной техники. Физические процессы, используемые в ЭВМ.

Физические процессы, обеспечивающие функционирование ЭВМ - это генерация, прием, преобразование и передача электронных сигналов, в меньшей степени - механические процессы перемещения чего-либо
Физические процессы функционирования приводят к возникновению внутренних воздействий.

К ним относятся: электрические, механические и тепловые. Электрические воздействия из-за паразитных параметров линий связи приводят к искажению сигналов и появлению ложных/паразитных сигналов.
При этом также происходит задержка сигналов на линиях связи. Возникают проблемы обеспечения быстродействия при конструктивной реализации схемы и требуемых уровней помехоустойчивости/ помехозащищенности энергии, потребляемой ЭВМ. Комплектующие элементы имеют температурно-зависимые свойства. Для них установлены нормальные и допустимые температуры эксплуатации, при которых гарантируется соответствующая характеристика надежности. Повышение температуры работы ЭВМ приводит к изменению параметров не в лучшую сторону.

Способы отвода теплоты:
* кондукцией (теплопроводностью);
* конвекцией;
* излучением;
* испарительным охлаждением;

Математические основы. Из всех систем счисления особенно проста и поэтому интересна для технической реализации в компьютерах двоичная система счисления, имеющая ряд преимуществ перед другими системами:

для ее реализации нужны технические устройства всего лишь с двумя устойчивыми состояниями;

представление информации посредством только двух состояний надежно и помехоустойчиво;

возможно применение аппарата булевой алгебры для выполнения логических преобразований информации;

двоичная арифметика намного проще десятичной.

Недостаток двоичной системы — быстрый рост числа разрядов, необходимых для записи чисел.

Логические основы. В ЭВМ используются различные устройства, работу которых прекрасно описывает алгебра логики.

· Логическая операция НЕ (инверсия)

Обозначается:

Таблица истинности для данной операции имеет вид:

Высказывание А истинно при ложном А и А ложно при истинном А.

· Логическая операция И (конъюнкция)- это логическое умножение.

Обозначается:

Таблица истинности для данной операции:

Высказывание А ^ В истинно тогда и только тогда, когда оба высказывания А и В истинны.

Логическая операция ИЛИ ( дизъюнкция )

Обозначается: А или В А V В

Таблица истинности:

Высказывание A v В ложно тогда и только тогда, когда оба высказывания А и В ложны.

· Логическая операция следование {импликация).

Операция, выражаемая связками " если..., то", " из... следует"

Обозначается:

Таблица истинности:

Данная операция выражается через операции «ИЛИ» и «НЕ» в виде логической функции:

Высказывание А → В ложно только тогда, когда А истинно, а В ложно.

· Логическая операция эквивалентность (равнозначность)

Операция, выражаемая связками " тогда и только тогда", " необходимо и достаточно", "... равносильно..."

Обозначается:

Таблица истинности:

Эквивалентность выражается через логические функции «НЕ», «ИЛИ» и «И» в виде логической формулы:

Высказывание А < => В истинно тогда и только тогда, когда значения А и В совпадают.: А < => В = (А v В) ^ (B v А).