Информация и информационные процессы 12.11.2014. Основные понятия Информатика – наука изучающая информационные процессы Информационные процессы: Поиск. - презентация

1 Информация и информационные процессы

2 Основные понятия Информатика – наука изучающая информационные процессы Информационные процессы: Поиск Хранение Передача Обработка Использование информации 2

3 Информация и информационные процессы 1. Информация в природе обществе и технике Информация в природе обществе и технике 1. Информация в неживой природе Информация в неживой природе 2. Информация в живой природе Информация в живой природе 3.Человек: информация и информационные процессы Человек: информация и информационные процессы 4. Информация и информационные процессы в технике Информация и информационные процессы в технике 2. Кодирование информации с помощью знаковых систем Кодирование информации с помощью знаковых систем 3. Количество информации Количество информации 3

4 Информация в природе обществе и технике

5 Информация в неживой природе Информация – мера упорядоченности системы по шкале «хаос – порядок» Закон классической физики: Замкнутые системы стремятся с течением времени к хаосу (равномерному распределению) Следствие – тепловая смерть (!) (атомы распределены равномерно, движения нет) 5

6 С другой стороны Не все законы, справедливые для макротел применимы для микро- и мегамира: Вселенная – динамически развивающаяся система (усложняющаяся структура) Системы макромира открытые => способны развиваться 6

7 Информация в живой природе Живые существа – открытые системы => развиваются, накапливают энергию Открытая система – обменивается веществом, энергией и информацией с внешней средой «Живое питается информацией» 7

8 Информация в живой природе Живая система может повышать сложность структуры, т.е. увеличивать информацию Информация – мера увеличения сложности живых систем 8

9 Информационный сигнал Живой организм – открытая система. Обменивается с окружающей средой веществом; энергией; информацией Информационный сигнал: свет, звук, запах и т. д. 9

10 Генетическая информация Генетическая информация передает особенности строения и функционирования организма по наследству от поколения к поколению 10

11 Человек: информация и информационные процессы

12 Способы восприятия информации Органы чувств – вид информации: – Глаза – зрительная – Уши – слуховая – Нос – обонятельная – Язык – вкусовая – Кожа – осязательная 12

13 Информация в форме сообщений Сообщение – способ обменяться информацией Сообщение должно быть понятным! 13

14 Информация в форме знаний Знания – форма информации для хранения и передачи Знания должны быть полными и точными! Носитель информации: бумага, пленка, диск, flash - память 14

15 Средства массовой информации (СМИ) СМИ доводят информации до каждого члена общества СМИ: – Телевидение – Пресса – Радио – Интернет Информация в СМИ должна быть: достоверной, актуальной, полезной 15

16 Информация и информационные процессы в технике

17 Системы управления техническими устройствами Пример: Система управления, регулирующая температуру Управляющее устройство Нагревательный элемент датчиками температуры Команды управления Информация о величине температуры 17

18 Системы управления техническими устройствами 18 Intel битный микропроцессор

19 Роботы Робот – это автоматическое устройство, предназначенное для осуществления производственных и других операций, обычно выполняемых человеком Роботов используют для – Утомительных, однообразных работ (конвейер) – Опасных технических работ (с радиацией) – В труднодоступных для человека условиях (водные глубины, космос) 19

20 Информационные и коммуникационные технологии (ИКТ) Главный ресурс современного общества – информация ИКТ – совокупность методов, устройств и производственных процессов, используемых обществом для сбора, хранения, обработки и передачи информации Компьютер – универсальное устройство обработки информации 20

21 Кодирование информации с помощью знаковых систем

22 Цели урока: познакомиться с кодированием информации с помощью знаковых систем; познакомиться со знаками, их формами и значением 22

23 С древних времен знаки используются человеком для долговременного хранения информации и ее передачи на большие расстояния. Образец письменности майя 23

24 В соответствии со способом восприятия знаки можно разделить на: зрительные, слуховые, осязательные, обонятельные, вкусовые. Классификация знаков – это их группировка по определенным признакам. 24 Форма знаков

25 буквы, цифры, знаки химических элементов, музыкальные ноты, дорожные знаки и т. д. 25 Зрительные знаки

26 Звуки в устной речи, звуковые сигналы звонка, колокола, свистка, гудка, сирены и т. д. 26 Слуховые знаки

27 Для слепых разработана азбука Брайля, которая использует осязательный способ восприятия текстовой информации. Азбука Брайля 27 Осязательные знаки

28 Пример. Медведи и другие дикие животные помечают место обитания клочьями шерсти, сохраняющей запах, чтобы отпугнуть чужака и показать, что данная территория уже занята. 28 Обонятельные знаки

29 Для долговременного хранения знаки записываются носители информации 29

30 Знаки отображают объекты окружающего мира или понятия, т. е. имеют определенное значение (смысл). По способу связи между формой и значением … 30 Значение знаков

31 Иконические знаки Иконические знаки имеют форму, похожую на отображаемый объект 31

32 Символы – знаки, связь между формой и значением устанавливается по общепринятому правилу (символы химических элементов, ноты, буквы, цифры и др. ). 32 Символы

33 Существуют найденные археологами и до сих пор нерасшифрованные тексты на древних языках, так как неизвестно значение знаков, которыми они записаны. 33

34 Один и тот же символ может иметь различное значение в разных знаковых системах П ример знак « О » используется в качестве: буквы «О» в русском алфавите; буквы «О» [оu] в английском алфавите; цифры 0 в системах счисления; символа химического элемента «О» (кислорода) в таблице Д. И. Менделеева. 34

35 а – затруднение, растерянность: «Вот те раз! Что же делать?»; б – превосходство: «У меня на это своя точка зрения»; в – скука: «Все это мне совершенно неинтересно» 35 Язык жестов

36 Знаковые системы Знаковая система строится на основе определенного алфавита и правил выполнения операций над знаками Алфавит – набор знаков 36

37 Естественные языки Естественные языки (русский, английский, …) – это знаковые системы Кириллица – алфавит русского языка (33 знака) Латиница – алфавит английского языка (26 знаков) Слово – основной объект языка, строится по правилам грамматики Предложения из слов строятся по правилам синтаксиса 37

38 Формальные языки Формальный язык – знаковая система, построена на строгих правилах грамматики и синтаксиса, предполагает однозначную запись сообщения (формулы, языки программирования, …) 38

39 В компьютере используется двоичная знаковая система, ее алфавит состоит из двух знаков {0, 1} Двоичная знаковая система

40 Кодирование информации Кодирование информации – это система правил фиксирования информации Количество знаков в коде – длина кода Перекодирование – это операция преобразования знаков или групп знаков одной знаковой системы в другую знаковую систему 40

41 Зашифровать : слово «Информация»; любой термин данной темы. Задание 41

42 Количество информации

43 Количество информации можно рассматривать как меру уменьшения неопределенности знания при получении информационных сообщений 43 Количество информации

44 Единицы измерения информации За единицу количества информации принимается такое количество информации, которое содержится в информационном сообщении, уменьшающим неопределенность знания в два раза. Такая единица называется бит. 1 Килобайт (Кбайт)= 2 10 байт=1024 байт 1 Мегабайт (Мбайт)= 2 10 Кбайт =1024 Кбайт 1 Гигабайт (Гбайт)= 2 10 Мбайт =1024 Мбайт 44 1 байт = 8 бит = 2 3 битов

45 Формула для нахождения количества информации N – количество возможных информационных сообщений i – количество информации N= 2 i 45

46 Заполнить пропуски 8 байт = 2* бит = _ бит 4 Кбайт = 2* байт = 2* бит 4096 бит = 2* бит = _ Кбит = _ Кбайт 46

47 СОДЕРЖАТЕЛЬНЫЙ ПОДХОД К ИЗМЕРЕНИЮ ИНФОРМАЦИИ Сообщение о том, что произошло одно событие из двух равновероятных (неопределенность знания уменьшилась в два раза), несет 1 бит информации. СОДЕРЖАТЕЛЬНЫЙ ПОДХОД к измерению информации заключается в том, что количество информации связывается с содержанием (смыслом) полученного человеком сообщения. Количество информации, заключенное в сообщении, тем больше, чем более оно пополняет наши знания (уменьшает неопределенность наших знаний). 8 цветных шаров в корзине – 8 равновероятных событий Неопределенность знания о том, что из корзины может быть извлечен шар красного цвета, равна 8. 47

48 Задачи 1. В классе 32 ученика. Какое количество информации содержится в сообщении о том, что к доске пойдёт Коля Сидоров. 2. Сообщение о том, что из корзины с разноцветными шарами (все шары разного цвета) достали зелёный шар, содержит 4 бита информации. Сколько шаров было в корзине? 3. Из папки NEW одновременно было удалено 10 файлов и сообщение о названиях удалённых файлов содержит 80 бит информации. Сколько файлов было всего в папке? 4. В гимназический класс школы было отобрано несколько учеников из 128 претендентов. Какое количество учеников было отобрано, если сообщение о том, кто был отобран, содержит 140 битов информации? 5. В доме 4 подъезда, в каждом из которых по 16 этажей. Какое количество информации содержится в сообщении о том, что Иван живёт на пятом этаже в третьем подъезде? 48

49 АЛФАВИТНЫЙ ПОДХОД К ИЗМЕРЕНИЮ ИНФОРМАЦИИ МОЩНОСТЬ АЛФАВИТА число символов в алфавите (его размер) МОЩНОСТЬ АЛФАВИТА число символов в алфавите (его размер) N N ИНФОРМАЦИОННЫЙ ВЕС СИМВОЛА количество информации в одном символе ИНФОРМАЦИОННЫЙ ВЕС СИМВОЛА количество информации в одном символе i i МОЩНОСТЬ АЛФАВИТА ( N ) – это число символов в алфавите. 2 i = N ЧИСЛО СИМВОЛОВ В СООБЩЕНИИ K K КОЛИЧЕСТВО ИНФОРМАЦИИ В СООБЩЕНИИ I I I = K i 49

50 Число равновероятных в о з м о ж н ы х с о б ы т и й Число равновероятных в о з м о ж н ы х с о б ы т и й N К о л и ч е с т в о и н ф о р м а ц и и в сообщении о том, что произошло одно из N равновероятных событий К о л и ч е с т в о и н ф о р м а ц и и в сообщении о том, что произошло одно из N равновероятных событий i Число символов в алфавите (его размер) – МОЩНОСТЬ АЛФАВИТА Число символов в алфавите (его размер) – МОЩНОСТЬ АЛФАВИТА N ИНФОРМАЦИОННЫЙ ВЕС СИМВОЛА количество информации в одном символе ИНФОРМАЦИОННЫЙ ВЕС СИМВОЛА количество информации в одном символе 2 i = N I = K i K I Число символов в символьном сообщении Число символов в символьном сообщении Количество информации в символьном сообщении Количество информации в символьном сообщении i ИНФОРМАЦИЯ КОЛИЧЕСТВО ИНФОРМАЦИИ В СООБЩЕНИИ Содержательный подход Алфавитный подход ИЗМЕРЕНИЕ 50

51 Задачи 1. Алфавит племени Мульти состоит из 32 букв. Какое количество информации несёт одна буква этого алфавита? 2.Сообщение, записанное буквами из 16-символьного алфавита, содержит 50 символов. Какой объём информации оно несёт? 3. Сколько символов содержит сообщение, записанное с помощью 16-ти символьного алфавита, если его объём составил 1/16 часть Мегабайта? 4. Сколько килобайтов составит сообщение из 384 символов 16- ти символьного алфавита? 5. Два сообщения содержат одинаковое количество символов. Количество информации в первом тексте в 1,5 раза больше, чем во втором. Сколько символов содержат алфавиты, с помощью которых записаны сообщения, если известно, что число символов в каждом алфавите не превышает 10 и на каждый символ приходится целое число битов? 51

52 Заполнить пропуски 5 Кбайт = _ байт = _ бит _Кбайт = _ байт = бит 1 Кбайт = 2*_ байт = 2*_ бит 52 _ Кбайт = _ байт = 2 13 бит _ Гбайт =1536 Мбайт = _ Кбайт

53 Решение задач Семакин 8 класс 5 Измерение информации (алфавитный подход) 42 Интерактивный задачник. Раздел «Измерение информации» тренировка Открыть интерактивный задачник выполнить тренировочный тест 53