Рассмотрены основы информатики и описаны современные аппаратные средства персонального компьютера. Сформулированы подходы к определению основных понятий в области информатики и раскрыто их содержание. Дана классификация современных аппаратных средств персонального компьютера и приведены их основные характеристики. Все основные положения иллюстрированы примерами, в которых при решении конкретных задач используются соответствующие программные средства.
Рекомендуется для подготовки по дисциплине «Информатика». Для студентов, аспирантов, преподавателей вузов и всех интересующихся вопросами современных информационных технологий.
Предисловие
Учебное пособие предназначено для подготовки специалистов экономического профиля в соответствии с Государственным стандартом в области общих математических и естественно-научных дисциплин по базовой дисциплине «Информатика» (ЕН.Ф.02), предусмотренной учебными планами высших учебных заведений, занимающихся подготовкой специалистов в области экономики.
Основная цель данного учебного пособия – возможность приобретения студентами теоретических и практических знаний в области основ информатики и аппаратных средств персонального компьютера, который является одним из базовых компонентов любой современной информационной системы. Одной из частных целей является преодоление негативной тенденции, связанной с поверхностным рассмотрением вопросов, касающихся аппаратных средств персональных компьютеров. Считается, что в области информационных технологий для специалиста экономического профиля наиболее важны знания в узкой области программного обеспечения, связанного с его непосредственной деятельностью, а вопросы аппаратного обеспечения должны решать за него технические специалисты. С одной стороны, это оправдано, поскольку реализуется принцип разделения труда, но, с другой – технический прогресс в области информатики и информационных технологий требует от специалистов экономического профиля отслеживать состояние и тенденции развития аппаратных средств, поскольку эффективное решение многих экономических задач опирается на аппаратные средства персонального компьютера. Кроме того, многим студентам, обучающимся на различных экономических специальностях, из-за отсутствия соответствующей базовой подготовки по информатике и зачастую в связи с нехваткой времени, бывает достаточно трудно разобраться в сложных вопросах технического устройства персонального компьютера, решение которых нужно искать в различных литературных источниках. В данном учебном пособии обобщены и систематизированы необходимые студентам сведения.
Первая глава
посвящена рассмотрению таких понятий, как информация, информационный процесс и информационная система, с современных позиций информатики. Рассмотрены существующие подходы к определению количества информации и единицы ее измерения.
Вторая глава
Третья глава
Глава 1
Информация, информационные процессы и системы
1.1. Понятия информации, информационного процесса и информационной системы
Понятия «информация», «информационный процесс» и «информационная система» являются основополагающими в курсе информатики, поэтому их формирование было и остается сложной проблемой, связанной в первую очередь с различными мировоззренческими подходами как отдельных авторов, так и представителей различных научных направлений и школ. Информация как научная категория – предмет изучения многих научных дисциплин: философии, информатики, физики, биологии и т. д. Информация, материя, энергия являются базовыми научными категориями, для которых не существует строгих научных определений, поэтому их заменяют соответствующими понятиями, и попытки выразить одно базовое понятие через другое нельзя считать успешными. Слово «информация» происходит от латинского слова
informatio,
что в переводе означает «сведение, ознакомление, разъяснение». Дословная трактовка означает то, что присуще человеческому сознанию и общению и не отражает многообразия свойств информации, которое проявляется не только на уровне общения между людьми, но и на уровне живой и неживой природы, включая и технические устройства, созданные человеком.
Существует достаточно много различных определений понятия «информация», но ни одно из них не может быть принято в качестве основного, поскольку все они отражают только отдельные свойства информации, к которым можно отнести:
•
дуализм –
свойство информации, которое характеризует ее двойственность. С одной стороны, она объективна, так как не зависит от воспринимаемого ее объекта, а с другой – субъективна, поскольку может трактоваться субъектами по-разному;
•
достоверность –
свойство информации, которое характеризует степень соответствия информации реальному объекту с заданной точностью;
•
адекватность –
свойство информации, которое устанавливает соответствие создаваемого с помощью информации образа реальному объекту, процессу или явлению и т. д.
1.2. Определение количества информации. Единицы измерения количества информации
Как уже отмечалось, понятие информации можно рассматривать при различных ограничениях, накладываемых на ее свойства, т. е. при различных уровнях рассмотрения. В основном выделяют три уровня – синтаксический, семантический и прагматический. Соответственно на каждом из них для определения количества информации применяют различные оценки.
На
синтаксическом уровне
для оценки количества информации используют вероятностные методы, которые принимают во внимание только вероятностные свойства информации и не учитывают другие (смысловое содержание, полезность, актуальность и т. д.). Разработанные в середине XX в. математические и, в частности, вероятностные методы позволили сформировать подход к оценке количества информации как к мере уменьшения неопределенности знаний. Такой подход, называемый также вероятностным, постулирует принцип: если некоторое сообщение приводит к уменьшению неопределенности наших знаний, то можно утверждать, что такое сообщение содержит информацию. При этом сообщения содержат информацию о каких-либо событиях, которые могут реализоваться с различными вероятностями. Формулу для определения количества информации для событий с различными вероятностями и получаемых от дискретного источника информации предложил американский ученый К. Шеннон в 1948 г. Согласно этой формуле количество информации может быть определено следующим образом:
где
I –
количество информации;
N –
количество возможных событий (сообщений);
p i –
вероятность отдельных событий (сообщений); Σ – математический знак суммы чисел.
Упражнения для самостоятельного выполнения
1. Преобразовать формулу (1.1) к виду (1.2) для частного случая, когда события равновероятны
(p i = 1/N).
2. Доказать, что количество информации, которое мы получаем, достигает максимального значения, если события равновероятны.
3. По каналу связи передается пять сообщений, вероятность получения первого сообщения составляет 0,3; второго – 0,2; третьего – 0,14, а вероятности получения четвертого и пятого сообщений равны между собой. Какое количество информации мы получим после приема одного из сообщений?
4. Совершаются два события. При каких вероятностях этих событий мы получим минимальное и максимальное количество информации?
