Гимназия 1576, САО Левина Наталья Сергеевна

ИНФОРМАЦИЯ Несколько слов повторения

3 Информатика изучает … информацию и ее свойства процессы – хранения… – обработки… – и передачи информации с помощью компьютеров. informatique = information + automatique информатика информация автоматика Французский язык: Английский язык: computer science компьютер + наука = наука о компьютерах

4 Информация – это … любые сведения об окружающем мире, которые человек получает с помощью органов чувств: informatiо – разъяснение, сведения Латинский язык: глаза (зрение, 90 процентов информации) уши (слух) язык (вкус) нос (обоняние) кожа (осязание)

5 Информация – это … Информация – одно из базовых понятий в науке (как материя, энергия), поэтому нет более четкого определения: невозможно выразить через более простые понятия объясняется только на примерах или в сравнении с другими понятиями Н. Винер, «Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине» «Информация есть информация, а не материя и не энергия».

6 Виды информации Символ (знак, жест) Текст (состоит из символов, важен их порядок) Числовая информация Графическая информация (рисунки, картины, чертежи, фото, схемы, карты) Звук Тактильная информация (осязание) Вкус Запах КОТ ТОК

7 Информация в неживой природе Информация порядок, организованность, неоднородность порядок (больше информации) хаос (меньше информации) Замкнутые системы (нет обмена информацией и энергией с внешней средой): Открытые системы (возможно увеличение информации): H H O O H H атомы водорода и кислорода звездная пыль молекула воды галактика

8 Информация в живой природе Живые организмы – открытые системы. Одноклеточные используют информацию о температуре и химическом составе. Усложнение увеличение информации. Животные воспринимают информацию органами чувств. фотосинтез глюкоза C 6 H 12 O 6 кислород O 2 вода H 2 O углекислый газ CO 2 свет органическое вещество!

9 Информация в живой природе Информационные сигналы в жизни животных: звук, свет, запах, поза.

10 Информация в биологии Сигналы несут информацию от органов чувств к мозгу: Наследственная информация (молекула ДНК):

11 Информация в технике системы стабилизации: системы программного управления нагреватель датчик t° t° паровая банятокарный станок контроллер

12 Информация в технике компьютеры – специальные устройства для хранения, передачи и обработки информации автоматизированные системы продажи билетов (АСУ «Экспресс») Интернет – глобальная информационная система роботы (имеют датчики, заменяющие органы чувств – зрение, слух, осязание) Asimo (Honda) Луноход

13 Свойства информации Информация должна быть – объективной (не зависящей от чьего-либо мнения) «На улице тепло», «На улице 28°С». – понятной (английский язык?) – полезной (получатель решает свои задачи) – достоверной (правильной) дезинформация, помехи, слухи, байки – актуальной – должна быть важна в данный момент ( погода, землетрясение) устаревшая, ненужная – полной (достаточной для принятия правильного решения) «Концерт будет вечером», история

14 Информационные процессы Хранение – мозг, бумага, камень, береста, … – память ПК, дискеты, винчестеры, CD, DVD, магнитная лента Обработка – создание новой информации – кодирование – изменение формы, запись в некоторой знаковой системе (в виде кода) – поиск – сортировка – расстановка элементов в заданном порядке Передача источник информации приемник информации канал связи помехи

Вопрос. Назовите виды помех при передаче информации?

Виды помех при передаче информации Атмосферные помехи вследствие электрических возмущений в земной атмосфере Космические помехи с солнца или других звезд Электрические возмущения в самой аппаратуре или попадающие в нее извне

17 Кодирование информации Кодирование – это запись информации с помощью некоторой знаковой системы (языка). Зачем кодируют информацию? ? кодирование данные (код) обработка данные (код) хранение борьба с помехами (специальные способы кодирования) передача Информация передается, обрабатывается и хранится в виде кодов.

18 Языки Язык – знаковая система, используемая для хранения и передачи информации. – естественные (русский, английский, …) есть правила и исключения – формальные (строгие правила) Грамматика – правила по которым из символов алфавита строятся слова. Синтаксис – правила, по которым из слов строятся предложения. rem приветствие cls print"Привет!" end rem приветствие cls print"Привет!" end

19 Кодирование Задача 1. Закодируйте свое имя с помощью азбуки Морзе. ВАСЯ Код неравномерный, нужен разделитель!

20 Кодирование Задача 2. Закодируйте свое имя с помощью кодовой таблицы (Windows-1251): ABCDEF CАБВГДЕЖЗИЙКЛМНОП DРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯ ВАСЯ С2 С0 D1 DF ВАСЯ Код равномерный, разделитель НЕ нужен!

21 Кодирование: цели и способы Текст: в Росии: Привет, Вася! Windows-1251: CFF0E8E2E52C20C2E0F1FF21 передача за рубеж (транслит): Privet, Vasya! стенография: шифрование: Рсйгжу-!Гбта Информация (смысл сообщения) может быть закодирована разными способами! Числа: для вычислений: 25 прописью: двадцать пять римская система: XXV

ИНФОРМАЦИЯ Измерение количества информации

23 Единицы измерения 1 бит (binary digit, двоичная цифра) – это количество информации, которое мы получаем при выборе одного из двух возможных вариантов (вопрос: «Да» или «Нет»?) Примеры: Эта стена – зеленая? Да. Дверь открыта? Нет. Сегодня выходной? Нет. Это новый автомобиль? Новый. Ты будешь чай или кофе? Кофе.

24 Если вариантов больше… «Да» или «Нет»? 2 варианта – 1 бит 4 варианта – 2 бита 8 вариантов – 3 бита

25 Если вариантов больше… Количество вариантов Количество бит информации вариантов – между 4 (2 бита) и 8 (3 бита) Ответ: количество информации между 2 и 3 битами

26 Единицы измерения 1 байт (byte) = 8 бит 1 Кб (килобайт) = 1024 байта 1 Мб (мегабайт) = 1024 Кб 1 Гб (гигабайт) = 1024 Мб 1 Тб (терабайт) = 1024 Гб 1 Пб (петабайт) = 1024 Тб

27 Алфавит – набор знаков, используемых при кодировании информации с помощью некоторого языка. Примеры: АБВГДЕЖЗИКЛМНОПРС Т УФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯ 32 ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ26 × O Мощность алфавита – количество символов. Алфавитный подход Все символы несут одинаковую информацию:

Алфавитный подход Задача. Определить объем информации в сообщении ПРИВЕТВАСЯ для кодирования которого используется русский алфавит (только заглавные буквы). Ответ: 1) считаем все символы (здесь 10 символов) 2) записываем мощность алфавита – 32 символа (32=2 5 ) 3) 1 символ несет 5 бит информации 4) 10 символов·5 бит = 50 бит Решение: 50 бит

29 Задача. Отличник Вася Пупкин получил такие оценки по истории за I четверть: Сколько информации получили в этом сообщении родители? Алфавитный подход: 1) возможны 4 разные оценки: 2, 3, 4 и 5 2) каждая оценка несет 2 бита информации (все одинаково!) 3) 2 бит · 5 кол-во оценок = 10 бит Ответ: Содержание информации не учитывается! Алфавитный подход 10 бит

ИНФОРМАЦИЯ Задачи

31 Перевод в другие единицы 25 Кб = =25·1024 байт =25·1024·8 бит =25:1024 Мб =25:1024:1024=25: Гб =25:1024:1024:1024= 25: Тб крупные единицы мелкие единицы деление умножение

32 Перевод в другие единицы Тест. Сравните (поставьте знак или =): а) 3 байта 24 бита б) 1000 байт 1 Кб в) 220 байт 0,25 Кб г) 1 Мб 1500 Кб д) 8192 бита 1 Кб

33 Перевод в другие единицы Тест. Сравните (поставьте знак или =): а) 3 байта =24 бита б) 1000 байт <1 Кб в) 220 байт>0,25 Кб г) 1 Мб<1500 Кб д) 8192 бита=1 Кб

34 Задачи: текст Сколько места в памяти надо выделить для хранение предложения Привет, Вася! Ответ: 13 байт или 104 бита (в UNICODE: 26 байт или 208 бит) 1) считаем все символы, включая знаки препинания (здесь 13 символов) 2) если нет дополнительной информации, то считаем, что 1 символ занимает 1 байт 3) в кодировке UNICODE 1 символ занимает 2 байта

35 Задачи: текст Сколько места надо выделить для хранения 10 страниц книги, если на каждой странице помещаются 32 строки по 64 символа в каждой? 1) на 1 странице 32·64=2048 символов 2) на 10 страницах 10·2048=20480 символов 3) каждый символ занимает 1 байт Решение: Ответ: байт или … 20480·8 бит или … 20480:1024 Кб = 20 Кб

36 Задачи: кодирование Сколько бит нужно выделить для хранения текста МУНСА УРЕ КАМУКА при использовании алфавита племени МУМУКА: буквы МУКАЕНРС и пробел? 1) в алфавите 9 символов (8 букв и пробел) 2) 2 3 < 9 < 2 4, поэтому на 1 символ нужно выделить 4 бита 3) в тексте 16 символов (считая пробелы) 4) 4 бит ·16 = 64 бита = 8 байт Решение: Ответ: Если в алфавите 25 символов?

37 Задачи: кодирование Объем сообщения, содержащего 1024 символов, составил 1/512 часть мегабайта. Какова мощность алфавита, с помощью которого записано сообщение? 1) объем сообщения в битах: 1024·1024·8 бит / 512 =16348 бит 2) на 1 символ приходится / 1024 = 16 бит 3) мощность алфавита 2 16 = символов Решение: Ответ: символов (кодировка UNICODE)

Системы счисления

39 Определения Система счисления – это способ записи чисел с помощью специальных знаков – цифр. Числа: 123, 45678, , CXL Цифры: 0, 1, 2, … I, V, X, L, … Алфавит – это набор цифр. {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} Типы систем счисления: непозиционные – значение цифры не зависит от ее места (позиции) в записи числа; позиционные – зависит…

40 Позиционные системы Позиционная система: значение цифры определяется ее позицией в записи числа. Десятичная система: первоначально – счет на пальцах изобретена в Индии, заимствована арабами, завезена в Европу Алфавит: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 Основание (количество цифр): разряды сотни десятки единицы = 3· · ·10 0 Другие позиционные системы: двоичная, восьмеричная, шестнадцатеричная (информатика) двенадцатеричная (1 фут = 12 дюймов, 1 шиллинг = 12 пенсов) двадцатеричная (1 франк = 20 су) шестидесятеричная (1 минута = 60 секунд, 1 час = 60 минут)

41 Перевод целых чисел Двоичная система: Алфавит: 0, 1 Основание (количество цифр): = система счисления разряды = 1· · · · ·2 0 = = 19

42 Примеры: 131 =79 =

43 Примеры: 131 = =

44 Примеры: = = Когда двоичное число четное? делится на 8?

45 Примеры: = = 54 Когда двоичное число четное? Заканчивается на 0 делится на 8? Заканчивается тремя 0

46 Метод подбора = наибольшая степень двойки, которая меньше или равна заданному числу разряды 64 = 2 6 = = = = 2 3 = < = = 2 2 = = 1 1 = 2 0 = = =

Таблица степеней двойки

48 Плюсы и минусы двоичной системы нужны технические устройства только с двумя устойчивыми состояниями (есть ток нет тока, намагничен не намагничен и т.п.); надежность и помехоустойчивость двоичных кодов; выполнение операций с двоичными числами для компьютера намного проще, чем с десятичными. двоичные числа имеют много разрядов; запись числа в двоичной системе однородна, то есть содержит только нули и единицы; поэтому человеку сложно ее воспринимать.

Дополнительная информация

50 Восьмеричная система Основание (количество цифр): 8 Алфавит: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, = система счисления разряды = 1· · ·8 0 = = 100

51 Примеры: 134 =75 = = 75 8 =

52 Таблица восьмеричных чисел X 10 X8X8 X2X2 X8X8 X2X

53 Перевод в двоичную и обратно трудоемко 2 действия трудоемко 2 действия 8 = 2 3 Каждая восьмеричная цифра может быть записана как три двоичных (триада)! ! = { {{{

54 Примеры: = = = =

55 Перевод из двоичной системы Шаг 1. Разбить на триады, начиная справа: Шаг 2. Каждую триаду записать одной восьмеричной цифрой: Ответ: =

56 Примеры: = = =

57 Шестнадцатеричная система Основание (количество цифр): 16 Алфавит: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, = 6B 16 система счисления 1C разряды = 1· · ·16 0 = = 453 A, 10 B, 11 C, 12 D, 13 E, 14 F 15 B B C C

58 Таблица шестнадцатеричных чисел X 10 X 16 X2X2 X 10 X 16 X2X A B C D E F1111

59 Примеры: 171 = 206 = 1BC 16 = 22B 16 =

60 Перевод в двоичную систему трудоемко 2 действия трудоемко 2 действия 16 = 2 4 Каждая шестнадцатеричная цифра может быть записана как четыре двоичных (тетрада)! ! 7F1A 16 = 7 F 1 A 0111 {{ {{

61 Примеры: C73B 16 = 2FE1 16 =

62 Перевод из двоичной системы Шаг 1. Разбить на тетрады, начиная справа: Шаг 2. Каждую тетраду записать одной шестнадцатеричной цифрой: E E F F Ответ: = 12EF 16

63 Примеры: = = =

Примеры заданий из демоверсии ГИА по информатике В одном из представлений кодировки Unicode на каждый символ отводится два байта. Определите информационный объем слова из двадцати четырех символов в этой кодировке. 1) 384 бита 2) 192 бита 3) 256 бит 4) 48 бит

Примеры заданий из демоверсии ГИА по информатике От разведчика была получена следующая шифрованная радиограмма, переданная с использованием азбуки Морзе: - · · - · · - - · · · При передаче радиограммы было потеряно разбиение на буквы, но известно, что в радиограмме использовались только следующие буквы: Определите текст радиограммы. 1) ГАИГАЧ 2) НАИГАН 3) НАИГАЧ 4) ГАИГАН ИАНГЧ · · -- ·- - ·- - - ·

Примеры заданий из демоверсии ГИА по информатике Сколько Мбайт информации содержит сообщение объемом 2 23 бит? В ответе укажите одно число. Ответ: ____________________

Домашнее задание Выполнить все задания и отправить файл с ответами по адресу не позднее 11 ноября 2009 До новых встреч! Счастливо! Учебная информация размещается на сайте: