Общие понятия. Информатика—наука о способах получения, накопления, хранения, преобразования, передачи и использования информации

Информатика —наука о способах получения, накопления, хранения, преобразования, передачи и использования информации.

Ключевым понятием в этом определении является понятие «информация». Однако единого общепризнанного определения информации не существует до сих пор, более того, это понятие остается одним их самых дискуссионных в современной науке. Существуют много определений информации, данные различными выдающимися учеными:

- Информация – это обозначение содержания, полученного от внешнего мира в процессе приспособления к нему (Н. Винер).

- Информация – отрицательная энтропия (негэнтропия) (Л. Бриллюэн).

- Информация – вероятность выбора (А. М. Яглом, И. М. Яглом).

- Информация – снятая неопределенность (К. Шеннон).

- Информация – мера сложности структур, мера упорядоченности материальных систем (А. Моль).

- Информация - снятая неразличимость, передача разнообразия (У.Р. Эшби).

- Информация – отраженное разнообразие (А. Д. Урсул).

- Информация – мера неоднородности распределения материи и энергии в пространстве и времени (В. М. Глушков).

В вычислительной технике вместо понятия «информация» часто используется понятие «данные» - информация в виде, пригодном для обработки автоматическими средствами, при возможном участии человека.

Так, например, понятие «информационные технологии» в словаре дается уже через понятие «данные».

Информационные технологии — широкий класс дисциплин и областей деятельности, относящихся к технологиям управления и обработки данных, а также создания данных, в том числе, с применением вычислительной техники.

Информация объективна как материя, энергия, пространство и время. Любая информация имеет три аспекта:

· синтаксис – форма представления, кодирования информации;

· семантика – система знаний, заключенная в информации;

· прагматизм – использование информации в каких-либо целях.

Все три аспекта существуют в информации одновременно, однако в тот или иной момент времени на первый план выступает один из них.

Для хранения информации используется «носитель» информации –материальный объект, предназначенный для записи, хранения и передачи информации. Информация при этом представлена в виде системы кодов.

В вычислительной техники используется двоичное кодирование информации (в виде кодов 0 и 1), поэтому вычислительную технику иногда называют цифровой. Для носителей с двоичной кодировкой основным показателем является емкость или объем – количество информации, которое можно записать на носитель без использования специальных алгоритмов сжатия информации.

Количество информации измеряется в единицах измерения. Самой маленькой единицей является бит – 0 или 1, один двоичный разряд. Следующей единицей измерения является байт=8 бит, восьмиразрядное двоичное слово.

Для измерения большого количества информации пользуются следующей таблицей:

Таблица 1.1 Единицы измерения информации

Именование	Обозначение	Значение в байтах
килобайт	1 Кb	210 b	1 024 b
мегабайт	1 Mb	210 Kb = 220 b	1 048 576 b
гигабайт	1 Gb	210 Mb = 230 b	1 073 741 824 b
терабайт	1 Tb	210 Gb = 240 b	1 099 511 627 776 b

Для определения количества информации H, необходимой для кодирования количества вариантов N используется формула Хартли:

H =log₂(N)

Например, для кодирования 8 различных состояний объекта необходимо 3 бита информации: 3= log₂(8) и т.д.

Перевод чисел, букв текста и знаков препинания и различных символов в двоичный код и наоборот осуществляется с помощью кодировочных таблиц. Например, кодировочная таблица ASCII (American Standard Code for Information interchange) выглядит так:

Таблица 1.2 Кодировочная таблица ASCII

код	символ	код	символ	код	символ	код	символ	код	символ	код	символ
	Пробел		.		@		P		'		p
	!				A		Q		a		q
	«				B		R		b		r
	#				C		S		c		s
	$				D		T		d		t
	%				E		U		e		u
	&				F		V		f		v
	'				G		W		g		w
	(				H		X		h		x
	)				I		Y		i		y
	*				J		Z		j		z
	+		:		K		[		k		{
	,		;		L		\		l		|
	-		<		M		]		m		}
	.		>		N		^		n		~
	/		?		O		_		o		DEL

Перевод десятичных кодов в двоичные и наоборот осуществляется с помощью специальных алгоритмов преобразования.

В таблице ASCII для кодирование одного символа используется 1 байт информации.

В настоящее время в системе Windows используется кодировочная таблица Unicode, в которой для кодирования одного символа используется 2 байта.

Графическая информация хранится и обрабатывается в компьютере в виде двоичных кодов. Изображение на экране монитора состоит из совокупности элементарных точек, каждая из которых имеет определенный цвет. Такая точка называется пиксель. Главная особенность такого изображения в том, что при достаточно большом увеличении оно превращается в мозаику состоящую из прямоугольников, так как более мелких элементов в изображении нет.

Рис. 1.1 Растровая структура изображения на экране монитора.

Качество изображения на экране монитора зависит от разрешения экрана – количество точек по горизонтали и вертикали, и от количества цветовых оттенков для каждой точки.

Для кодирования звука в виде двоичных кодов используется его двойное преобразование сначала с помощью микрофона в электрический аналоговый сигнал, а затем с помощью аналого-цифрового преобразователя в двоичный код. Для воспроизведения звука используется обратное преобразование: сначала с помощью цифро-аналогового преобразователя код преобразуется в электрический сигнал, а затем с помощью колонок в звук.

Видеоизображение состоит из сменяющих друг друга кадров, частота их смены в телевидении 24 кадра в секунду, а в вычислительной технике 60 и более. Поскольку при таком отображении информации требуется высокое быстродействие, то для работы с видеоизображением нужно использовать или быстродействующие процессоры, или специализированные видеокарты.

Хранение, обработка и использование графической, аудио- и видеоинформации на компьютере называется работа с мультимедиа.