Цель информатизации — улучшение качества жизни людей за счет увеличения производительности и облегчения условий их труда.

Информатизация — это сложный социальный процесс, связанный со значительными изменениями в образе жизни населения. Он требует серьёзных усилий на многих направлениях, включая ликвидацию компьютерной неграмотности, формирование культуры использования новых информационных технологий и др.

Вопросы для самоконтроля

1.1. Что означает термин " информатика" и каково его происхождение?

Французский вариант " Информатика" – information (информация) и automatique (автоматика) и дословно означает " информационная автоматика"

Англоязычный вариант " Информатика" – " компьютерная наука".

1. 2. Какие области знаний и административно-хозяйственной деятельности официально закреплены за понятием " информатика" с 1978 года?

С 1978 года за понятием " информатика" закреплены области знаний, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая компьютеры и их программное обеспечение, а также области административно-хозяйственной деятельности – массовое внедрение компьютерной техники во все области жизни людей.

1.3. Какие сферы человеческой деятельности и в какой степени затрагивает информатика?

Увеличение возможностей компьютерной техники, развитие информационных сетей, создание новых информационных технологий приводят к значительным изменениям во всех сферах общества: в производстве, науке, образовании, медицине и т.д.

1.4. Назовите основные составные части информатики и основные направления её применения.

• pазpаботка вычислительных систем и пpогpаммного обеспечения;
• теоpия инфоpмации, изучающая процессы, связанные с передачей, приёмом, преобразованием и хранением информации;
• математическое моделирование, методы вычислительной и прикладной математики и их применение к фундаментальным и прикладным исследованиям в различных областях знаний;
• методы искусственного интеллекта, моделирующие методы логического и аналитического мышления в интеллектуальной деятельности человека (логический вывод, обучение, понимание речи, визуальное восприятие, игры и др.);
• системный анализ, изучающий методологические средства, используемые для подготовки и обоснования решений по сложным проблемам различного характера;
• биоинформатика, изучающая информационные процессы в биологических системах;
• социальная информатика, изучающая процессы информатизации общества;
• методы машинной графики, анимации, средства мультимедиа;
• телекоммуникационные системы и сети, в том числе, глобальные компьютерные сети, объединяющие всё человечество в единое информационное сообщество;
• разнообразные пpиложения, охватывающие производство, науку, образование, медицину, торговлю, сельское хозяйство и все другие виды хозяйственной и общественной деятельности.

1.5. Что подразумевается под понятием " информация" в бытовом, естественно-научном и техническом смыслах?

Понятие " информация" в бытовом смысле – любые данные или сведения, которые кого-либо интересуют. Например, сообщение о каких-либо событиях, о чьей-либо деятельности.

Понятие " информация" в техническом смысле – сообщения, передаваемые в форме знаков или сигналов.

Понятие " информация" в естественно-научном смысле – ту часть знаний, которая используется для ориентирования, активного действия, управления, т.е. в целях сохранения, совершенствования, развития системы.

1.6. Приведите примеры знания фактов и знания правил. Назовите новые факты и новые правила, которые Вы узнали за сегодняшний день.

Информация может существовать в виде:

• текстов, рисунков, чертежей, фотографий;
• световых или звуковых сигналов;
• радиоволн;
• электрических и нервных импульсов;
• магнитных записей;
• жестов и мимики;
• запахов и вкусовых ощущений;
• хромосом, посредством которых передаются по наследству признаки и свойства организмов и т.д.

1.7. От кого (или чего) человек принимает информацию? Кому передает информацию?

Сообщение, содержащее информацию о прогнозе погоды, передаётся приёмнику (телезрителю) от источника — специалиста-метеоролога посредством канала связи — телевизионной передающей аппаратуры и телевизора.

Живое существо своими органами чувств (глаз, ухо, кожа, язык и т.д.) воспринимает информацию из внешнего мира, перерабатывает её в определенную последовательность нервных импульсов, передает импульсы по нервным волокнам, хранит в памяти в виде состояния нейронных структур мозга, воспроизводит в виде звуковых сигналов, движений и т.п., использует в процессе своей жизнедеятельности.

1.8. Где и как человек хранит информацию?

В памяти, книгах ЭВМ.

1.9. Что необходимо добавить в систему " источник информации — приёмник информации", чтобы осуществлять передачу сообщений?

1. 10. Какие типы действий выполняет человек с информацией?

1.11. Приведите примеры ситуаций, в которых информация

1.12. Приведите примеры обработки информации человеком. Что является результатами этой обработки?

Написание инструкции по эксплуатации оборудования для персонала на основании заводской инструкции на оборудование. Получается краткая инструкция с необходимой информацией для обслуживающего персонала.

1.13. Приведите примеры информации:

• а ) достоверной и недостоверной – 2*2=4; 2*2=5;
• б) полной и неполной – Есть исходный код программы если мы отдадим весь код то это будет полная информация, а если часть то неполная;
• в) ценной и малоценной – Сообщение по телевизору “Завтра будет сильный дождь” очень ценна, если человек куда-то собрался завтра, и малоценна, если человек завтра проведет весь день дома;
• г) своевременной и несвоевременной – Пришло письмо в 12: 30, а в нем написано, что нужно отправить Отчет до 12: 00. Письмо пришло раньше 12: 00 то эта информация своевременная;
• д) понятной и непонятной – Объяснять материал на русском языке; - на китайском языке;
• е) доступной и недоступной для усвоения –человеку знающему английский язык дали почитать книжку написанную на английском информация в книжке будет доступна ему, а если он не знает английский, то информация будет не доступна;
• ж) краткой и пространной –.

1.14. Назовите системы сбора и обработки информации в теле человека.

Клетки, ткани органов и систем. Мозг.

1.15. Приведите примеры технических устройств и систем, предназначенных для сбора и обработки информации.

АСУ ТП - датчики ИИС. Сервер – вывод на монитор измеренной информации.

1.16. От чего зависит информативность сообщения, принимаемого человеком?

Избирательной способностью воспринимающего человека, т.е. пределом различимости (понимания смысла высказывания),

Информативность сообщения основывается на следующих требованиях:

1) синтаксических, согласно которым смысл должен быть логически вводим из наблюдаемого соотношения языковых единиц.

2) семантических, согласно которым смысл, выводимый из данного соотношения языковых единиц, отражает то или иное состояние реальной действительности, включая вымысел.

3) прагматических, согласно которым в смысл, придаваемый тексту, включается оценка как отраженной действительности, так и способа ее отражения.

1.17. Почему количество информации в сообщении удобнее оценивать не по степени увеличения знания об объекте, а по степени уменьшения неопределённости наших знаний о нём?

Количество информации I на синтаксическом уровне невозможно определить без рассмотрения понятия неопределенности состояния системы (энтропии системы). Действительно, получение информации о какой-либо системе всегда связано с изменением степени неосведомленности получателя о состоянии этой системы. Пусть до получения информации потребитель имеет некоторые предварительные (априорные) сведения о системе α. Мерой его неосведомленности о системе является функция H(α), которая в то же время служит и мерой неопределенности состояния системы.

После получения некоторого сообщения β получатель приобрел некоторую дополнительную информацию Ι β (α), уменьшившую его априорную неосведомленность так, что апостериорная (после получения сообщения β) неопределенность состояния системы стала Hβ (α).

Тогда количество информации Ι β (α) о системе, полученной в сообщении β, определится как

Ι β (α) = H(α) - Hβ (α) т.е. количество информации измеряется изменением (уменьшением) неопределенности состояния системы. Если конечная неопределенность Hβ (α) обратится в нуль, то первоначальное неполное знание заменится полным знанием и количество информации Ι β (α) = H(α). Иными словами, энтропия системыH(α) может рассматриваться как мера недостающей информации.

Энтропия системы H(α), имеющая N возможных состояний, согласно формуле Шеннона, равна:

где Pi — вероятность того, что система находится в i-м состоянии

1.18. Как определяется единица измерения количества информации?

Бит. Определяется как количество информации, содержащееся в равновероятном выборе из двух возможностей

1.19. В каких случаях и по какой формуле можно вычислить количество информации, содержащейся в сообщении?

Формула Хартли: I = log2N - 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

Формула Шеннона: I = — (p1log2 p1 + p2 log2 p2 +... + pN log2 pN), где pi — вероятность того, что именно i-е сообщение выделено в наборе из N сообщений – учитывает возможную неодинаковую вероятность сообщений в наборе.

1.20. Почему в формуле Хартли за основание логарифма взято число 2?

Потому что в теории информации рассматривается количество информации, необходимое для различения двух равновероятных сообщений (типа " орел" —" решка", " чет" —" нечет" и т.п.).

Пусть т 1 =2, т 2 =3. Тогда I 1 = log 2 N дает единицу информации при N=2, a I 2 = log 3 N дает единицу при N=3. Значит, в первом случае для получения единицы информации производится выбор из двух равновероятных возможностей, а во втором случае — из трех. Для технической реализации удобнее работать с двумя возможностями, скажем, включением или выключением какого-либо элемента, наличием или отсутствием тока, и т.п. Поэтому за основание логарифма удобнее использовать число 2.

1.21. При каком условии формула Шеннона переходит в формулу Хартли?

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

1.22. Что определяет термин " бит" в теории информации и в вычислительной технике?

Бит в теории информации — количество информации, необходимое для различения двух равновероятных сообщений (типа " орел" —" решка", " чет" —" нечет" и т.п.).

В вычислительной технике битом называют наименьшую " порцию" памяти компьютера, необходимую для хранения одного из двух знаков " 0" и " 1", используемых для внутри машинного представления данных и команд.

1.23. Приведите примеры сообщений, информативность которых можно однозначно определить.

1.24. Приведите примеры сообщений, содержащих один (два, три) бит информации.

Один бит: При броске монеты выпала решка.

Два бита: При первом броске монеты выпала решка, при втором броске тоже решка.