Введение в информатику. Информатика как наука и учебная дисциплина

1. Бордовский Павел Георгиевич Заварухина Лариса Анатольевна Лекция 1

Введение в
информатику
Отредактировано: январь 2021
Бордовский Павел Георгиевич
Заварухина Лариса Анатольевна
Лекция 1

2. План лекции

1.
2.
3.
4.
Информатика как наука и учебная
дисциплина
Исторические этапы
информационного развития общества.
Основы процесса получения и
обработки информации
Измерение информации и данных
2

3. Рекомендуемая литература

Основная
Информатика. Базовый курс
Под ред. С.В.Симоновича. –
СПб: Питер, 2000.- 640 с.
3

4. Дополнительная

Степанов А.Н. Информатика для студентов
гуманитарных специальностей.- СПб: Питер, 2003.608 с.
П.Г. Бордовский ИНФОРМАТИКА (лекции)
методическое пособие
П.Г. Бордовский ИНФОРМАТИКА Электронные
таблицы MS Excel 2003 (практикум)
П.Г. Бордовский ИНФОРМАТИКА Текстовый
редактор MS Word 2003 (практикум)
http://ru.wikipedia.org/wiki свободная
энциклопедия, которую может редактировать
каждый.
www.pbord.spb.ru (личный сайт Бордовского Павла
Георгиевича для студентов)
www.yandex.ru – поисковая система.
4

5. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

5

6.

1.1. Информатика как
наука и учебная
дисциплина .
6

7. ИНФОРМАТИКА Термин возник во Франции в 60-е годы

information
automatique
informatique
Автоматическая
обработка информации
7

8. ИНФОРМАТИКА

Термин возник во Франции в 60-е годы. Дословный перевод
термина обозначает:
Автоматическая обработка информации
Используется преимущественно в Европе и России.
Американский вариант названия:
Computer science (or computing science) is the
study of the theoretical foundations of
information and computation, and of practical
techniques for their implementation and
application in computer systems. - Наука о
компьютерах.
8

9.

Если не рассматривать информатику как науку, представляющую
отдельную область знаний, основанных преимущественно на
математике, логике и криптографии, а рассмотреть как процесс
освоения основ обработки информации с помощью компьютера, то
это и будет то, что называется учебной дисциплиной
«информатика».
Курс информатики является базовым для студентов всех средних,
среднеспециальных (профессиональных) и высших учебных
заведений. Это обусловлено тем, что в современном обществе
существует реальная необходимость в знаниях, умениях и
навыках, получаемых при изучении данной дисциплины.
По статистике население планеты составляет 6 741 737 500
человек. А количество компьютеров в мире превышает 663
миллионов единиц и продолжает удваиваться в среднем каждые
три года. Поэтому для эффективной эксплуатации вычислительной
техники от специалистов требуется довольно широкий уровень
знаний и практических навыков.
9

10.

Информатика – наука,
систематизирующая приемы
создания, хранения,
воспроизведения, обработки и
передачи данных средствами
вычислительной техники, а также
принципы функционирования этих
средств и методы управления ими.
10

11.

Иначе говоря:
Информатика – наука о способах
получения, накопления, хранения,
преобразования, передачи и
использовании информации. Она
включает дисциплины, так или иначе
относящиеся к обработке информации в
вычислительных машинах и
вычислительных сетях: как абстрактные,
вроде анализа алгоритмов, так и довольно
конкретные, например, разработка языков
программирования
11

12. Предмет информатики

аппаратное обеспечение (АО) средств
вычислительное техники
программное обеспечение (ПО) средств
вычислительной техники
средства взаимодействия аппаратного
и программного обеспечения
средства взаимодействия человека с
аппаратным и программным
обеспечением
12

13.

ИНТЕРФЕЙС (от англ.) - взаимодействие
Методы и средства взаимодействия
человека с АО и ПО называются
пользовательским интерфейсом.
Аппаратный интерфейс –
взаимодействие аппаратных средств
между собой.
Программный интерфейс –
взаимодействие между собой различных
программ.
Аппаратно-программный интерфейс –
взаимодействие между АО и ПО.
13

14.

Основной задачей информатики является
систематизация приемов и методов работы с
АО и ПО.
Частные задачи:
архитектура вычислительной системы (приемы и методы
построения систем, предназначенных для автоматической
обработке данных);
интерфейсы вычислительной системы (приемы и методы
управления АО и ПО);
программирование (приемы, методы и средства разработки
компьютерных программ);
преобразование данных (приемы и методы преобразования
структуры данных);
защита информации (обобщение приемов, разработка методов
и средств защиты данных);
автоматизация (функционирование АО и ПО без человека);
стандартизация (обеспечение совместимости между АО и ПО, а
также между форматами представления данных)
14

15.

2. Информационное
общество
15

16. Информационное общество

теоретическая концепция
постиндустриального
общества; историческая
фаза возможного развития
цивилизации, в которой
главными продуктами
производства становятся
информация и знания.

17. Отличительные черты информационного общества

увеличение роли информации, знаний и информационных
технологий в жизни общества;
возрастание числа людей, занятых информационными
технологиями, коммуникациями и производством
информационных продуктов и услуг в валовом
внутреннем продукте;
нарастающая информатизация общества с
использованием телефонии, радио, телевидения, сети
Интернет , а также традиционных и электронных СМИ;
создание глобального информационного пространства,
обеспечивающего:
(а) эффективное информационное взаимодействие
людей,
(б) свободный доступ к мировым информационным
ресурсам
(в) удовлетворение потребностей людей в
информационных продуктах и услугах.

18.

3. Исторические этапы
развития информационного
общества.
18

19.

Революция (от позднелат. revolutio поворот,
переворот, превращение, обращение) —
глобальное, качественное изменение в
развитии природы, общества или познания,
сопряжённое с открытым разрывом с
предыдущим состоянием.
Информационная революция –
глобальное, качественное
изменение в сфере хранения,
обработки или передачи
информации.
19

20. Первая информационная революция – изобретение письменности и счёта

Идеографическое
письмо –
фиксация и
передача мыслей
при помощи
условных знаков
или иероглифов
(возникло более
3000 лет до н.э.)
20

21.

Пиктографическое письмо – фиксация и передача
мыслей при помощи изображений (возникло более 4000
лет до н.э.)
21

22. Клинопись возникла в древнем Шумере более 3000 лет до н.э.

22

23. Суть (причины, значение) первой информационной революции

Срок хранения зафиксированной
информации увеличился во много раз
(тысячи лет)
• Отсутствие искажений при хранении
информации.
23

24. Вторая информационная революция – изобретение книгопечатания

Би Шэн, китайский ремесленник, положивший
начало книгопечатанию подвижными литерами.
Изобретение Би Шэна датируется 1041—1048.
Печатные элементы (иероглифы) из обожжённой
глины закреплялись в железных наборных формах
при помощи вязкой смолистой смеси, которая
затвердевала при охлаждении. Печатание текста
на бумагу производилось после нанесения на
литеры туши.
Европа, 1438 год. Иоганн Гуттенберг - «Библия»,
165 экз. «Замечательное искусство
книгопечатания было изобретено в Майнце. Это
искусство искусств, наука наук. Его чрезвычайная
продуктивность позволила вызволить из мрака
сокровища знаний и мудрости, чтобы обогатить и
просветить мир», - писал уже в 1474 г. в своей
хронике Вернер Ролевинк.
24

25.

Иван Фёдоров (около 1510—1583,
Львов), первопечатник,
просветитель. Вероятно, учился в
Краковском университете (1532).
В 1550—60-х гг. был дьяконом
церкви Николая Чудотворца
Гостунского в Московском Кремле
(не сохранилась). Возглавлял
первую русскую государственную
типографию (см. Печатный двор),
где в 1564 совместно с Петром
Мстиславцем напечатал
«Апостол» — первую русскую
датированную печатную книгу и
выдающееся произведение
русского первопечатного искусства

26. Суть (причины, значение) второй информационной революции Книги, производимые печатным способом были значительно дешевле

рукописных, что сделало
их доступными для широкого круга
заинтересованных лиц. Кроме того,
количество печатных книг в сотни раз
превосходило единичные рукописные издания.
Все это неизбежно вело к распространению
знаний среди широких слоев населения. С
развитием книгопечатания в тысячи раз
увеличилось число грамотных людей.

27. Третья информационная революция

Практические изобретения на основе
электричества (XIX век)
Телеграф
Телефон
Радио
С этими изобретениями
информация стала
распространяться по миру в
считанные секунды.
27

28.

В 1837 году американский изобретатель
Семюэл Морзе создал электрический
проводной (проволочный) телеграф.
В 1876 году американский изобретатель
Александр Белл получил патент на
телефон.
В 1895 году одновременно русский
инженер Александр Степанович Попов
и итальянский инженер-электрик
Гульельмо Маркони создали
беспроводной телеграф (радио).
28

29. Проволочный телеграф

В 1837 году
американский
изобретатель
Семюэл Морзе
создал
электрический
проводной
(проволочный)
телеграф.
Семюэл Морзе
29

30. Телефон

В 1876 году
американский
изобретатель
Александр Белл
получил патент на
телефон.
Александр Белл 30

31. Александр Степанович Попов

(16.03.1859 - 13.01.1906) – физик,
изобретатель радио, профессор и
первый выборный директор
Электротехнического института
Императора Александра III
7 мая 1895 г . демонстрировал в
Санкт-Петербурге первую в мире
систему связи на расстоянии без
проводов с помощью
электромагнитных волн , сделав
тем самым первый практический
шаг в эпоху информатизации.

32. Когда изобретателя телефона Александра Белла спросили, какое из изобретений 19 века он считает самым значительным, Белл назвал

изобретение
телеграфа
«Потому что именно телеграф нас учит
тому, что в конечном итоге за каждое
слово приходится платить…»

33. Суть (причины, значение) третьей информационной революции

В сотни и тысячи раз увеличилась
скорость распространения (передачи)
информации.
33

34. Четвертая информационная революция

В 1971 году американский инженер,
сотрудник фирмы Intel
Эдвард Хофф изобрел микропроцессор.
34

35.

В 1971 году
американский
инженер, сотрудник
фирмы Intel
Эдвард Хофф
изобрел
микропроцессор.
35

36. Последствия изобретения микропроцессора (суть четвертой информационной революции)

Использование микропроцессоров повлекло за собой
модернизацию имеющейся вычислительной техники, что
привело к созданию персонального компьютера.
Финансовая доступность компьютера, удобный
пользовательский интерфейс стремительно превращают
компьютер (процесс идет и в настоящее время) в стандартный
(заурядный) инструмент, служащий для обработки информации
не только среди специалистов, но и обычных людей.
С использованием компьютеров резко
меняются скорость и методы обработки
информации.

37. Интернет для информации

Изобретенный в середине 20-го века интернет
получает «вторую жизнь» и распространяется по
всему миру в рекордно короткие (по сравнению с
распространением других изобретений) сроки
Интернет «стирает государственные границы», а
также практически уничтожает цензуру при
распространении информации
В сотни раз увеличивается поток информации, в
буквальном смысле «обрушивающейся» на человека

38. ВОПРОСЫ, ПОСТАВЛЕННЫЕ 4-ой ИНФОРМАЦИОННОЙ РЕВОЛЮЦИЕЙ, НО ТАК И НЕ РЕШЕННЫЕ

Четвертая информационная революция еще «не закончилась»??!
Открытия и изобретения продолжаются!!!
Ученые продолжают спорить о том, что же считать причинами и сутью
этой революции.
А что же завтра (по какому пути пойдет прогресс)?
Дальнейшее техническое усовершенствование компьютеров,
устройств их составляющих
Развитие программного обеспечения
Миниатюризация компьютерной техники
Будущее в интернет
Размещение микрочипов в теле человека
Телепатические технологии
Развитие искусственного интеллекта
…..

39.

4. Информация, данные,
методы.
Основы обработки
информации.
39

40.

Термин информация
происходит от латинского слова
informatio – разъяснение,
осведомление, изложение.
40

41.

Информация есть
отражение реального
мира в сознании
человека, это сведения,
которые один реальный
объект содержит о другом
реальном объекте.
Информация существует вокруг нас и помимо нас, однако процесс
получения информации может быть целенаправленным.
41

42. ИНФОРМАЦИЯ

Определение 1. Информация есть форма
движения материи.
Определение 2. Информация - одна из трех
составляющих основ мироздания наряду
с материей и энергией.
Определение 3. Информация - продукт
взаимодействия данных и адекватных
методов.
42

43. ИНФОРМАЦИЯ

понятие информации может связывается с определенным объектом,
свойства которого она отражает.
Информация о любом материальном объекте может быть получена
путем наблюдения за этим объектом, вычислительного
эксперимента над ним или путем логического вывода. В связи с этим
информацию делят на доопытную, или априорную, и
послеопытную, или апостериорную, полученную в
результате проведенного эксперимента.
Информация передается с помощью сообщений. Под сообщением
будем понимать различные средства общения людей.
Одно и то же сообщение может передавать совершенно различную
информацию.
Таким образом, одно и то же сообщение, по-разному
интерпретированное, может передавать разную информацию.
Правило интерпретации может быть известно лишь ограниченному
кругу лиц; существуют правила интерпретации для специальных
языков.
43

44.

В житейском смысле под информацией мы
понимаем совокупность интересующих нас
сведений, знаний, набор данных и т. д.
Информация не может существовать без наличия
источника и потребителя информации. Основной
источник и потребитель информации - это
человек, поэтому можно сказать, что существует
столько видов информации, сколько органов чувств у
человека.
Информацию можно отнести к абстрактным
понятиям. Однако ряд ее особенностей приближает
информацию к материальному миру. Информацию
можно получить, записать, передать, продать,
купить, своровать, уничтожить, в конце концов,
информация может устареть.

45.

Информация передается с помощью сообщений. Под сообщением будем
понимать различные средства общения людей. Каждое сообщения подразумевает
наличие источника сообщения и наличие приёмника сообщения.
Соответствие между сообщением и информацией не является взаимно
однозначным. Для одной и той же информации могут существовать различные
передающие ее сообщения. Сообщения, передающие одну и ту же информацию,
образуют класс эквивалентных сообщений. Класс эквивалентных сообщений может
расширяться добавлением нового сообщения, не несущего никакой дополнительной
информации.
В то же время одно и то же сообщение может передавать совершенно
различную информацию.
Таким образом, одно и то же сообщение, по-разному интерпретированное,
может передавать разную информацию. Правило интерпретации может быть
известно лишь ограниченному кругу лиц; существуют правила интерпретации для
специальных языков.
Связь между сообщением и информацией особенно отчетлива в криптографии:
никто не должен суметь извлечь информацию из передаваемого сообщения, если он
не располагает "ключом".
45

46.

Информация – сведения об
объектах и явлениях окружающей
среды, их параметрах, свойствах и
состоянии, которые уменьшают
имеющуюся о них степень
неопределенности.
Данные – зарегистрированные
сигналы.
Информация – продукт взаимодействия
данных и адекватных методов.
46

47.

Чаще всего под «данными» понимают
зарегистрированные сигналы, события и явления.
Ключевым понятием является
«Зарегистрированные». Т.е. как только, любым
образом происходит регистрация (фиксация) чеголибо – это данные.
Данные – признаки или записанные наблюдения,
которые какой-то причине не используются, а только
хранятся. Как только данные начинают
использоваться для уменьшения неопределенности
появляется информация.
47

48. Связь между данными и информацией

Например: на компакт диске записаны
сведения «Деловой телефонный
справочник Санкт-Петербурга» – Это
ДАННЫЕ
При установке этого диска на компьютер
и выполнение поиска организаций по
запросу пользователя выводятся
отобранные записи – это ИНФОРМАЦИЯ
Используемый адекватный метод –
компьютерная обработка данных
48

49. Любое информационное сообщение может быть рассмотрено с различных позиций:

Синтаксический аспект
Семантический аспект
Прагматический аспект
49

50.

Синтаксический аспект связан
со способом представления информации вне
зависимости от ее смысловых и потребительских
качеств и рассматривает формы представления
информации для ее передачи и хранения (в виде
знаков и символов). Данный аспект отражает
также объем (размеры) информационного
сообщения.
Информацию, рассмотренную только в
синтаксическом аспекте, называют данными.
Объем информации может измеряться:
символами, байтами, страницами, временем,
площадью, штуками и т.д. (какой вид информационного
сообщения может быть измерен в минутах?, в квадратных сантиметрах?)
50

51.

Семантический аспект передает
смысловое содержание информации и соотносит
ее с ранее имеющейся информацией. Не всякую
информацию можно усвоить (сделать для себя
понятной, полезной: например, не зная нотной грамоты невозможно
получить информацию о музыкальном произведении из нотного
текста)
Семантический аспект информации может быть
выражен (измерен, оценен) через тезаурус.
Тезаурус – совокупность сведений,
которыми располагает пользователь или
система.
51

52. Зависимость количества семантической информации, воспринимаемой потребителем, от его тезауруса.

52

53.

Прагматический аспект передает
возможность достижения цели с учетом
полученной информации. Показывает,
насколько «полезна» данная информация
для выполнения поставленной задачи.
Оценивается (измеряется) статистическими
методами: вероятность достижения цели до
получения информации и вероятность
достижения цели после получения
информации.
53

54. Обработка информации

ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ
Источниками и носителями информации могут быть
сигналы любой природы: речь, музыка, текст, показания
приборов и т. д. Однако хранение, передача и
переработка информации в ее естественном физическом
виде большей частью неудобна, а иногда и просто
невозможна. В таких случаях применяется кодирование.
Кодирование - это процесс установления взаимно
однозначного соответствия элементов и слов одного
алфавита элементам и словам другого алфавита.
Кодом называется правило, по которому
сопоставляются различные алфавиты и слова. Коды как
правило широкоизвестны и распространены (например:
азбука, нотная грамота, азбука Морзе и т.п.)
Не стоит путать кодирование и шифрование – во втором случае, как
раз код скрывают от непосвященных, чтобы не позволить получить
54
информацию из сообщения)

55.

Всю информацию, участвующую в электронном
вычислительном процессе, можно разделить на:
обрабатываемую (данные) и
управляющую (программы)
55

56.

5. Меры информации
и данных
56

57. Меры информации и данных

Объем данных (синтаксический
аспект)
Количество информации
(семантический аспект)
57

58. Объем данных

Объем данных в сообщении
измеряется количеством символов
(разрядов).
В двоичной системе счисления единица
измерения – бит. Эта единица
предложена Клодом Шэнноном.
bit (binary digit) – двоичная цифра.
58

59.

Единицей информации в компьютере
является один бит, т.е. двоичный разряд,
который может принимать значение 0 или 1.
В физическом смысле «двоичный разряд» – наличие или отсутствие
электрического сигнала на проводе
Данные при включённом компьютере передаются с
помощью электрических сигналов, которые измеряются
относительно земли (нулевой фазы)
Отсутствие
сигнала -
0
Наличие
сигнала -
1

60.

Как правило, команды компьютеров
работают не с отдельными битами, а с
восемью битами сразу. Восемь бит
составляют байт. В одном байте можно
закодировать значение одного символа
из 256 возможных (256 = 28).
0 0 0 0 0 0 0 1
0 0 0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 0 0 1 1

61. Пример кодирования символов

буква
код
буква
код
a
01000001
d
01000100
b
01000010
e
01000101
c
01000011
f
01000110
61

62. Единицы объема данных

1 байт = 8 бит
1 Кбайт = 1024 байт
1Мбайт = 1024 Кбайт
1Гбайт = 1024 Мбайт
1Тбайт = 1024 Гбайт
62

63.

63

64. Вопросы по лекции:

Что дословно означает термин «Информатика»?
2. Когда возник термин «Информатика»?
3. Где используется термин «Информатика», а где –
«Наука о компьютерах»?
4. Дайте определение понятию «Информатика»
5. Что изучает «Информатика»?
6. Что означает термин «Интерфейс»?
7. Что относится к понятию «Пользовательский
интерфейс»?
8. Что относится к понятию «Аппаратный интерфейс»?
9. Что относится к понятию «Программный интерфейс»?
10. Что относится к понятию «Аппаратно-программный
интерфейс»?
64
1.

65.

11.Что такое «Информационное общество»?
12.Определение «Информационной революции»
13.Какие изобретения легли в основу первой информационной
революции?
14.Какие изобретения легли в основу второй информационной
революции?
15.Какие изобретения легли в основу третьей информационной
революции?
16.Какие изобретения легли в основу четвертой информационной
революции?
17.Суть, значение первой информационной революции?
18.Суть, значение второй информационной революции?
19.Суть, значение третьей информационной революции?
20.Суть, значение четвертой информационной революции?
21.Дайте определение понятиям «Информация» и «Данные»
22.Дайте определение понятию «Адекватные методы обработки
данных»
23.С какой характеристикой информационного сообщения связан
синтаксический аспект информации?
65

66.

24.С какой характеристикой информационного сообщения
связан прагматический аспект информации?
25.С какой характеристикой информационного сообщения
связан семантический аспект информации?
26.Что такое «Бит»?
27.Каков физический смысл понятия «Бит»?
28.Что такое «Байт»?
29.Сколько байт содержит один килобайт?
30.Сколько бит содержит один килобайт?
31.Сколько различных значений можно закодировать тремя
битами?
66

67. Конец лекции

67