Продолжение ответа №19 (постановка задачи обработки информации)

Кодирование активно используется в технических средствах работы с информацией (телеграф, ра​дио, компьютеры). Другой вид обработки информации – структурирование данных (внесение определенного по​рядка в хранилище информации, классификация, каталогизация данных). Ещё один вид обработки информации – поиск в некотором хранили​ще информации нужных данных, удовлетворяющих определенным условиям поиска (запросу). Алгоритм поиска зависит от способа организации информации.

20. Назовите исполнителей обработки информации.

Процесс обработки информации происходит по определенным правилам. Информация, которую подвергают обработке, называют исходными данными. В процессе обработки информации получают результат. Рассмотрим процесс обработки информации как решение некоторой информационной задачи. Все задачи можно разделить на 4 группы: получение новой информации, не содержащейся в исходных данных (математические задачи), изменение формы представления информации (кодирование, шифровка, преобразование к другой форме), структурирование данных, поиск по некоторому критерию. Все перечисленные группы задач может выполнить как человек так и компьютер. В чем же состоит отличие? Человек подходит к процессу обработки информации менее формально, более творчески, неоднозначно. Одну и ту же задачу разные люди решают по-разному. Компьютер же способен работать только в соответствии с заложенной в него программой. Т.е. компьютер - формальный исполнитель обработки информации. Важнейшим условием для успешного выполнения обработки информации является полнота исходных данных. Например, нельзя найти в телефонном справочнике телефон человека зная только его имя. Для обозначения "правил" обработки информации в информатике используют термин алгоритм. Алгоритм, записанный на языке программирования, называется программой. Любая ли задача обработки информации имеет алгоритмическое решение? Оказывается нет. В теории алгоритмов существует целый ряд алгоритмически неразрешимых задач. Как правило для решения одной и той же задачи можно составить множество алгоритмов.

21. Какие вы знаете алгоритмы обработки информации.

Объект или субъект, осуществляющий обработку, называют исполнителем обработки. Для успешного выполнения обработки информации исполнителю (человеку или устройству) должен быть известен алгоритм обработки, т.е. последова​тельность действий, которую нужно выполнить, чтобы достичь нужного результата. Различают два типа обработки информации. Первый тип обработки: обработка, связанная с получением новой информации, нового содержания знаний (решение математических задач, анализ ситуации и др.). Второй тип обработки: обработка, связанная с изменением фор​мы, но не изменяющая содержания (например, перевод текста с одного языка на другой). Важным видом обработки информации является кодирование – преобра​зование информации в символьную форму, удобную для ее хра​нения, передачи, обработки. Кодирование активно используется в технических средствах работы с информацией (телеграф, ра​дио, компьютеры). Другой вид обработки информации – структурирование данных (внесение определенного по​рядка в хранилище информации, классификация, каталогизация данных). Ещё один вид обработки информации – поиск в некотором хранили​ще информации нужных данных, удовлетворяющих определенным условиям поиска (запросу). Алгоритм поиска зависит от способа организации информации.

22. Раскройте понятия «источник» и «приемник» информации.

Поскольку информацию понимают как любые сведения, сообщения, данные и знания, рассмотрим эти понятия. Данные - это обычно выраженные в формализованном виде факты или идеи, обеспечивающие возможность их хранения, обработки и передачи. Данные (числа, символы или буквы, применяемые для описания личностей, объектов, ситуаций или других понятий) используются для передачи и обработки автоматическими средствами с целью последующего анализа, обсуждения или принятия соответствующих решений. В простейшем виде источники информации - это люди и живая природа. В общем случае можно говорить, что источником информации является ее поставщик (живое существо, датчик, документ на любом физическом носителе информации). В совокупности им может быть «генератор информации». Данное понятие отражает как саму информацию, так и процесс ее получения.

Источники информации делятся на: социальные, политические, экономические, военные, технические и т.п. Следует отметить, что Интернет является глобальным всемирным источником информации. Приемником информации (ее получателем, потребителем, пользователем) может быть живое существо, растительный мир или техническое устройство, в том числе имеющее физический носитель информации. Источники - с оздатели информации и посредники, ориентированные на ее организацию и доставку различным категориям пользователей: ИТ-специалисты, обслуживающие пользователей информационные и библиотечные работники. Приемник - пользователи или потребители информации. При этом четкую границу между ними провести трудно, так как в различных ситуациях первые могут становиться вторыми, и наоборот.

23. Назовите информационные каналы

Передача информации. Распространение информации между людьми происходит в процессе ее передачи. Передача может происходить при непосредственном разговоре между людьми, через переписку, с помощью технических средств связи: телефона, радио, телевидения, компьютерной сети. В передаче информации всегда участвуют две стороны: есть источник и есть приемник информации. Источник передает (отправляет) информацию, а приемник ее получает (воспринимает). Читая книгу или слушая учителя, вы являетесь приемниками информации, работая над сочинением по литературе или отвечая на уроке, - источником информации. Каждому человеку постоянно приходится переходить от роли источника к роли приемника информации. Передача информации от источника к приемнику всегда происходит через какой- то канал передачи. При непосредственном разговоре - это звуковые волны; при переписке - это почтовая связь; при телефонном разговоре - это система телефонной связи. В процессе передачи информация может искажаться или теряться, если информационные каналы имеют плохое качество или на линии связи действуют помехи (шумы). Многие знают, как трудно бывает общаться при плохой телефонной связи.

24. Какую роль играют органы чувств в процессе восприятия информации человеком.

Виды информации по способу восприятия. Человек живет в мире информации и является ее носителем. У него пять органов чувств: зрение, слух, обоняние, вкус, осязание. С их помощью человек получает информацию о внешнем мире. Органы чувств с видами информации соотносятся следующим образом: зрение – визуальная, слух – аудиальная, обоняние – обонятельная, вкус – вкусовая, осязание - тактильная. По разным оценкам от 75 до 90% информации человек получает при помощи органов зрения. Специалисты, утверждающие, что 90% информации человек получает через органы зрения, примерно 9% относят к информации, получаемой с помощью органов слуха, и 1% - при помощи остальных органов чувств (обоняния, вкуса, осязания).

25. Опишите структуру технических систем связи.

Техническая система — это материальный объект искусственного происхождения, который состоит из элементов (составных частей, различающихся свойствами, проявляющимися при взаимодействии) объединённых связями (линиями передачи единиц или потоков чего либо) и вступающих в определённые отношения (условия и способы реализации свойств элементов) между собой и с внешней средой, чтобы осуществить процесс (последовательность действий для изменения или поддержания состояния) и выполнить функцию технической системы (ТС) — цель, назначение, роль. ТС имеет структуру (строение, устройство, взаиморасположение элементов и связей, задающее устойчивость и воспроизводимость функции ТС). Каждая составная часть ТС имеет индивидуальное функциональное назначение (цели использования) в системе. Состав и свойства объектов технической системы. В каждой ТС существует функциональная часть — объект управления (ОУ). Функции ОУ в ТС заключаются в восприятии управляющих воздействий (УВ) и в изменении в соответствии с ними своего состояния. ОУ в ТС не выполняет функций принятия решений, то есть не формирует и не выбирает альтернативы своего поведения, а только реагирует на внешние (управляющие и возмущающие) воздействия, изменяя свои состояния предопределенным его конструкцией образом. В объекте управления всегда могут быть выделены две функциональные части — сенсорная и исполнительная. Сенсорная часть образована совокупностью технических устройств, непосредственной причиной изменения состояний каждого из которых является соответствующие ему и предназначенные для этого управляющие воздействия. Примеры сенсорных устройств: выключатели, переключатели, задвижки, заслонки, датчики и другие подобные им по функциональному назначению устройства управления техническими системами. Исполнительная часть образована совокупностью материальных объектов, все или отдельные комбинации состояний которых рассматриваются в качестве целевых состояний технической системы, в которых она способна самостоятельно выполнять предусмотренные её конструкцией потребительские функции. Непосредственной причиной изменения состояний исполнительной части ТС (ОУ в ТС) являются изменения состояний её сенсорной части.

26. Дайте определение понятий «кодирование» и «декодирование»

Кодирование – это перевод информации, представленной символами первичного алфавита в последовательность кодов. Декодирование – операция обратная кодированию - перевод последовательности кодов в соответствующий набор символов первичного алфавита. Кодер –устройство, обеспечивающее выполнение операции кодирования. Декодер –устройство, производящее декодирование. Теория кодировани я — это раздел теории информации, изучающий способы отображения дискретных сообщений сигналами в виде определенных сочетаний символов.

27. Дайте определение понятия «шум», «приемы защиты от шума». Опишите структуру внутренней памяти, структуру дисков, файлов и каталогов.

Термином «шум» называют разного рода помехи, искажающие передаваемый сигнал и приводящие к потере информации. Такие помехи, прежде всего, возникают по техническим причинам: плохое качество линий связи, незащищенность друг от друга различных потоков информации, передаваемой по одним и тем же каналам. Для защиты от шума применяются разные способы, например, применение разного рода фильтров, отделяющих полезный сигнал от шума. Клодом Шенноном была разработана специальная теория кодирования, дающая методы борьбы с шумом. Одна из важных идей этой теории состоит в том, что передаваемый по линии связи код должен быть избыточным. За счет этого потеря какой-то части информации при передаче может быть компенсирована. Однако нельзя делать избыточность слишком большой. Это приведёт к задержкам и подорожанию связи. Файл – поименованная область на диске или другом носителе информации. В файлах могут храниться тексты программ, документы, готовые к выполнению программы и любые другие данные. Каталог – это специальное место на диске, в котором хранятся имена файлов, сведения о размерах файлов, времени их последнего обновления, атрибуты (свойства) файлов и т.д. Если в каталоге хранится имя файла, то говорят, что этот файл находится в данном каталоге. В операционных системах Windows и MS-DOS папки и файлы образуют на дисках иерархическую файловую структуру. Необходимо знать, что понятия папка и каталог – это одно и тоже. Организация файловой структуры очень проста. Файлы находятся в папках. Папки вложены в другие папки, более высокого уровня. Папка самого высокого уровня называется корневой – она одна на каждом диске. Назначение файловой структуры – обеспечить однозначное отыскание любого файла, если известно его имя и путь поиска. Путь поиска начинается с корневой папки. Создание и обслуживание файловой структуры – это одна из основных функций операционной системы. Подводя итог, можно сказать, что файловая структура – это расположение файлов на диске в каталогах. Структура внутренней памяти компьютера. Все устройства компьютера производят определенную работу с информацией (данными и программами). Наименьший элемент памяти компьютера называется битом памяти. В каждом бите памяти может храниться в данный момент одно из двух значений: нуль или единица. Использование двух знаков для представления информации называется двоичной кодировкой. Данные и программы в памяти компьютера хранятся в виде двоичного кода. Один символ двоичного алфавита несет 1 бит информации. В одном бите памяти содержится один бит информации. Битовая структура определяет первое свойство внутренней памяти компьютера — дискретность. Второе свойство внутренней памяти компьютера — адресуемость. Восемь расположенных подряд битов памяти образуют байт. Во внутренней памяти компьютера все байты пронумерованы. Нумерация начинается с нуля. Порядковый номер байта называется его адресом. Принцип адресуемости означает, что запись информации в память, а также чтение ее из памяти производится по адресам. Именно по адресам обращается процессор к внутренней памяти компьютера.

28. Раскройте сущность представление числовой информации.

Ч исловая — количественная мера объектов и их свойств в окружающем мире. Особенно большое значение приобрела с развитием торговли, экономики и денежного обмена. Аналогично текстовой информации для ее отображения используется метод кодирования специальными символами — цифрами, причем системы кодирования (счисления) могут быть разными. Тема «Системы счисления» имеет прямое отношение к математической теории чисел. Однако в школьном курсе математики она, как правило, не изучается. Необходимость изучения этой темы в курсе информатики связана с тем фактом, что числа в памяти компьютера представлены в двоичной системе счисления, а для внешнего представления содержимого памяти, адресов памяти используют шестнадцатеричную или восьмеричную системы. Это одна из традиционных тем курса информатики или программирования. Являясь смежной с математикой, данная тема вносит вклад также и в фундаментальное математическое образование школьников. Более полное определение: «Система счисления - способ изображения чисел и соответствующие ему правила действия над числами». Под правилами действия понимаются способы выполнения арифметических вычислений в рамках данной системы счисления. Эти правила можно назвать прагматикой языка чисел.

29. Раскройте сущность представление символьной информации.

Т екстовая - способ кодирования речи человека специальными символами — буквами, причем разные народы имеют разные языки и используют различные наборы букв для отображения речи. Особенно большое значение этот способ приобрел после изобретения бумаги и книгопечатания. Существует великое множество кодировок отображения символьной информации для разных языков. Наиболее используемые: windows-1251 (Кириллица), KOI8-R (Кириллица), ISO-8859-1 (Западно-Европейская). В данных таблицах кодировок определенный диапазон чисел выделен для отображения буквенной информации, другой - для отображения цифр, другой - для псевдографики и спец символов и т.д. Изначально кодовые таблицы состояли из 7 битов, которые могли хранить довольно ограниченное количество знаков, а именно 128. Поскольку на заре развития компьютерной технологии большее распространение компьютеры имели в США и Европе, то основным языком были английский и европейские, и алфавиты этих стран вполне нормально укладывались в размерность семи бит. По мере распространения компьютерной техники по миру семи бит под алфавит стало не хватать, поскольку многие языки имеют отличный от латиницы алфавит: кириллица, восточные языки. В следствии этого появился следующий стандарт использующий для кодировки 8 бит - (256 знаков). Этого количества вполне хватает для двух алфавитов и управляющих и других спец символов. Ярким представителем такой кодовой страницы для кириллицы является кодировка KOI8-R. KOI8-R - была разработана советскими разработчиками. Компьютеры же которые поступали на наш рынок, с операционной системой Windows, комплектовались кодовой таблицей windows-1251 и эти кодировки оказались несовместимыми между собой из-за несовпадения кодов. Но вот если вы хотите отобразить на экране сразу несколько алфавитов, то это уже не получится реализовать. В результате этого, следующей модификации стандарта была принята универсальная кодировка Юникод (unicod) - специальный способ кодирования который дает инструкции как производить кодирование символьной информации. Юникод существует в виде однобайтного и двухбайтного - UTF-8 и UTF-16. Это позволило значительно расширить диапазон хранимых кодов для символов. При помощи одного байта кодируются управляющие символы и знаки английского и европейского алфавита. При помощи двух байт кодируются кириллица и дополнительные символы. При помощи трех символов - кодируются арабские азбуки и иероглифы.

30. Раскройте сущность представление графической информации

Г рафическая или изобразительная - первый вид, для которого был реализован способ хранения информации об окружающем мире в виде наскальных рисунков, а позднее в виде картин, фотографий, схем, чертежей на бумаге, холсте, мраморе и др. материалах, изображающих картины реального мира. Кодирование графической информации. Графические изображения, хранящиеся в аналоговой (непрерывной) форме на бумаге, фото- и кинопленке, могут быть преобразованы в цифровой компьютерный формат путем пространственной дискретизации. Это реализуется путем сканирования, результатом которого является растровое изображение. Растровое изображение состоит из отдельных точек (пикселей - англ. pixel, что означает элемент изображения), каждая из которых может иметь свой цвет. Качество растрового изображения определяется его разрешением (количеством точек по вертикали и по горизонтали) и используемой палитрой цветов (16, 256, 65536 цветов и более). Для хранения цвета точки необходимо выделить некоторое кол-во бит информации. Пример. Определить объем видеопамяти компьютера, который необходим для реализации графического режима монитора с разрешающей способностью 1024*768 точек и палитрой из 65536 цветов (High Color). Глубина цвета составляет: I = log₂65 536 = 16 бит. Количество точек изображения равно: 1024*768 = 786 432
Требуемый объем видеопамяти равен: 16 бит *786 432 = 12 582 912 бит = 1,2 Мбайта
Важнейшими характеристиками монитора являются размеры его экрана, которые задаются величиной его диагонали в дюймах (15", 17", 21" и т.д.) и размером точки экрана (0,25 мм или 0,28 мм), а разрешающая способность экрана монитора задается количеством точек по вертикали и горизонтали (640 на 480, 800 на 600 и т.д.). Следовательно, для каждого монитора существует физически максимально возможная разрешающая способность экрана.

31. Какие существуют подходы в представлении информации.

В зависимости от задачи, которую вы перед собой ставите, можно использовать разные способы представления информации. Чтобы послушать музыку, не нужно переводить её в нотную запись. А вот научиться её играть легче по нотам, чем подбирать на слух.
Формализованные языки используются для кодирования информации. Некоторый набор символов алфавита образует слово, а число этих символов есть его длина. От изменения длины слова, очевидно, будет меняться и информация, заключенная в нем. Как? Чтобы разобраться в изменениях информации, необходима ее оценка (измерение). Задача измерения информации не так проста, как кажется на первый взгляд. Различные подходы к измерению информации обусловлены различными подходами к её определению и кодированию. Субъективное восприятие сообщения (содержало ли оно новую для вас информацию или нет, насколько эта информация была полезной) делает невозможным его количественную оценку при обыденном подходе к понятию "информация". Подход к информации как мере уменьшения неопределённости знания позволяет применять вероятностный подход к её измерению. Подход, основанный на подсчёте числа символов в сообщении (количества данных), называется алфавитным.