Информационные технологии. Информатика (для заочников) презентация

automatique (автоматика) и дословно означает "информационная автоматика".
Широко распространён также англоязычный вариант этого термина — "Сomputer science", что означает буквально "компьютерная наука".

Инфоpматика — это основанная на использовании компьютерной техники дисциплина, изучающая структуру и общие свойства информации, а также закономерности и методы её создания, хранения, поиска, преобразования, передачи и применения в различных сферах человеческой деятельности.

области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая компьютеры и их программное обеспечение, а также организационные, коммерческие, административные и социально-политические аспекты компьютеризации — массового внедрения компьютерной техники во все области жизни людей.

изучающая процессы, связанные с передачей, приёмом, преобразованием и хранением информации;
Математическое моделирование, методы вычислительной и прикладной математики и их применение к фундаментальным и прикладным исследованиям в различных областях знаний;
Методы искусственного интеллекта, моделирующие методы логического и аналитического мышления в интеллектуальной деятельности человека (логический вывод, обучение, понимание речи, визуальное восприятие, игры и др.);
Системный анализ, изучающий методологические средства, используемые для подготовки и обоснования решений по сложным проблемам различного характера;
Биоинформатика, изучающая информационные процессы в биологических системах;
Социальная информатика, изучающая процессы информатизации общества;
Методы машинной графики, анимации, средства мультимедиа;
Телекоммуникационные системы и сети
Разнообразные пpиложения, охватывающие все виды хозяйственной и общественной деятельности.

сведения об окружающем мире;

в широком смысле слова – отражение реального мира, выражаемое в виде сигналов и знаков;

хранятся, обрабатываются и передаются с помощью технических средств;

в теории управления – знания, которые используются в управлении для сохранения и развития системы;

Информация

подход
4. Вероятностный подход

занимает в памяти ЭВМ.
Наименьшая единица информации – БИТ (0;1).
1 БАЙТ = 23 БИТ = 8 БИТ
Более крупными единицами измерения информации являются:
1Кбайт (Килобайт) = 210 байт = 1024 байт
1Мбайт (Мегабайт) = 210 Кбайт = 1024 Кбайт
1Гбайт (Гигабайт) = 210 Мбайт = 1024 Мбайт
1Тбайт (Терабайт) = 210 Гбайт = 1024 Гбайт
1Пбайт (Петабайт) = 210 Тбайт = 1024 Тбайт

равен объём сообщения в Кбайтах.

Решение: V (объем сообщения) = 45 бит. Переведем биты в Кбайты.

V =

объемом 250 байт и 120 Кбайт?
Решение: Для решения задачи необходимо все величины привести к одинаковым единицам измерения.
Будем вести расчет в байтах.

120 Кбайт =
120 * 1024 байт = 122 880 байт;

Vдиска = 210 Мбайт = 210 * 1024 Кбайт =
=210 *1024 *1024 байт = 220 200 960 байт

Тогда С (часть диска) = (V1 + V2) / V диска = (250+122 880)/220 200 960 ≈ 0.00056 = 0.00056*100% = 0.056%

алфавита, с помощью которого она записана.
Введем обозначения:
N – мощность алфавита
(количество символов в алфавите).
Пример:
Мощность русского алфавита – 33 буквы; мощность английского алфавита – 26 букв; мощность компьютерного алфавита – 256 символов.

эти две величины:
N = 2 i
i = log2N

сообщении, записанном с использованием данного алфавита (бит).
Формула:
V = K · i

Какой объём информации оно несёт?

V = K · i
i = log2N

i = log2N = log232 = 5 (бит)
V = K · i = 30 · 5 = 150 (бит)

N = 32 символа
K = 30 символов.

V – ?

Ответ: V=150 бит

каждой странице − 40 строк, в каждой строке 50 символов. Каков объем информации в книге в килобайтах?
Решение:

N=256 символов
250 страниц
40 строк
50 символов в строке


V(Кбайт)-?

V = K · i
i = log2N

K = 250*40*50 = 500000 (симв.)
i = log2N = log2256 = 8 (бит)
V = K · i = 500 000*8 =
4 000 000 (бит)=
4000000/8=500 000 байт/1024≈ 488, 28 Кбайт
Ответ: V=488,28 Кбайт

страница состоит из 256 символов. Какова мощность алфавита, с помощью которого записано сообщение?

K · i i=V/K
N=2i

К = 4 * 256 = 1024 (симв.)
V = ½ Кбайт =
=½ * 1024 = 512 байт = 512*8 бит
i=V/K = 512 * 8/1024 = 4 бита – несет один символ
N = 24 = 16 символов.

Ответ: N=16 символов.

качественной оценки информации: нужности, важности, интересности и т.д. информации.

Все люди имеющуюся информацию могут оценивать по-разному.
Кому-то она важна, кому-то бесполезна;
кому-то интересна, кому-то – нет.

имеет преимуществ перед другим).

х - количество информации в сообщении о том, что произошло одно из N равновероятных событий (бит).

Формула, связывающая эти величины:
N = 2 х
х = log2 N

что нужный файл нашелся на 2-ом диске?

Решение: Файл равновероятно может находиться на любом из 16 дисков.

N = 16
х – ?

х = log2N

х = log216 = 4 бита.

Ответ: 4 бита

M было получено 5 бит информации.
Чему равно М?

х=log2M
5 = log2М,
отсюда М = 25 = 32.

Решение:
х=5 бит
М-?

Ответ: М = 32
Т.е. мы угадывали число в диапазоне от 1 до 32.
Поясним подробно, откуда получается эта величина.

Если на вопрос можно ответить только «Да» или «Нет», то это дает 1 бит информации и снижает неопределенность наших знаний в 2 раза.
Итак, будем угадывать число из диапазона от 1 до 32.

до 32 ровно 32 числа: 16 чисел в первой половине (от 1 до 16 включительно) и 16 чисел во второй половине (от 17 до 32).
Зададим вопрос и ответом на него снизим нашу неопределенность знаний об угадываемом числе в 2 раза.
Загаданное число больше 16? Ответ: НЕТ (1 бит информации мы получили).
И теперь точно знаем, что число меньше или равно 16.

2 Вопрос: Аналогично предыдущему случаю: в первой половине (от 1 до 8) 8 чисел и во второй половине (от 9 до 16) тоже 8 чисел.
Загаданное число больше 8? Ответ: НЕТ (еще 1 бит информации мы получили).
И теперь точно знаем, что число меньше или равно 8.

3 Вопрос: Аналогично предыдущему случаю: в первой половине (от 1 до 4) 4 числа и во второй половине (от 5 до 8) тоже 4 числа.
Загаданное число больше 4? Ответ: ДА (еще 1 бит информации мы получили).
И теперь точно знаем, что число больше 4.

6) 2 числа и во второй половине (от 7 до 8) тоже 2 числа.
Загаданное число больше 6? Ответ: НЕТ (еще 1 бит информации мы получили).
И теперь точно знаем, что загаданное число или 5 или 6.

5 Вопрос:
Загаданное число 5? Ответ: НЕТ (еще 1 бит информации мы получили).

И мы отгадали однозначно загаданное число – это 6.
Если посчитать сумму полученных бит информации – получим 5 бит, т.е. для отгадывания числа из диапазона от 1 до 32 необходимо ровно 5 бит информации.

колоды карт достали случайным образом даму Пик (колода 36 карт)?
Решение:
х = log 2 36 = 5,16993 бит

P.S. Для нахождения значений log 2 a можно воспользоваться MS Excel. Для этого в ячейке используем формулу =log(a; 2) – вычисление логарифма числа a по основанию 2. Для нашего примера вычисляем = log (36; 2).

зрения вероятности наступления какого-либо события.
Рассмотрим понятие вероятности события.
Вероятность (pА) выражает степень возможности наступления события и вычисляется по формуле:
pА = m/n ,
где m – количество исходов, благоприятствующих событию А;
n – общее количество исходов.

кубике 6 граней, т.е. общее количество исходов n=6. Граней, которые содержат четное число очков ровно 3
(это грани с числами 2, 4 и 6), т.е. m = 3.
Тогда вероятность выпадения четного числа очков на кубике
p = 3/6 = 1/2

автомобиля MAN. Найдите вероятности выбора автомобиля каждого вида.

Решение: Всего в гараже (15 + 12 + 3) = 30 автомобилей, т.е. общее количество исходов n=30.
Исходов, благоприятствующих выбору автомобиля КАМАЗ:
m1 = 15
Исходов, благоприятствующих выбору автомобиля МАЗ:
m2 = 12
Исходов, благоприятствующих выбору автомобиля MAN:
m3 = 3
Тогда, искомые вероятности:
P1 =m1/n = 15/30 = 1/2
P2 =m2/n = 12/30 =6/15
P3 =m3/n = 3/30 = 1/10

– количество информации в сообщении
о том, что наступило i-ое событие в испытании (бит).
Эти две величины связаны формулой:
ki = log2(1/ pi)

сообщение о том, что Сергей Иванов получил тройку за тест, если всего в группе 8 троек?
Решение:

n=24
m=8

K - ?

P3=m/n=8/24=1/3
K=log2(1/p3)=log2(3)=1.584 бит

пятерок, 5 четверок, 3 тройки и 2 двойки. Найдите количество информации в сообщении о получении оценки каждого вида.

Решение: Обозначим р5 – вероятность получения пятерки;
р4 – вероятность получения четверки;
р3 – вероятность получения 3;
р2 – вероятность получения двойки.
Тогда:

Р5 = 10/(10+5+3+2) =10/20=1/2 k5= log22 = 1 бит
P4 = 5/(10+5+3+2) = 5/20 = 1/4 k4= log24 = 2 бита
P3 = 3/(10+5+3+2) = 3/20 k3= log2 (20/3) = 2,736966 бит
P2 = 2/(10+5+3+2) = 2/20 = 1/10 k2= log2 (10) = 3,321928 бит

сказать, получение информации - необходимое условие для снятия неопределенности. Неопределенность возникает в ситуации выбора. Задача, которая решается в ходе снятия неопределенности – уменьшение количества рассматриваемых вариантов (уменьшение разнообразия), и в итоге выбор одного соответствующего ситуации варианта из числа возможных. Снятие неопределенности дает возможность принимать обоснованные решения и действовать. В этом управляющая роль информации.
Величина, характеризующая количество неопределенности в теории информации обозначается символом H и имеет название энтропия, точнее информационная энтропия.

снятия неопределенности информации I зависят от исходного количества рассматриваемых вариантов N и вероятностей реализации каждого из них P: {p1, p2, …pN}, т.е. H=F(N, P). Расчет энтропии в этом случае производится по формуле Шеннона, предложенной им в 1948 году в статье "Математическая теория связи".

Введем обозначение:

I – количество информации в сообщении о наступлении одного из N возможных событий.
Формула Шеннона:


.

- женщины, ¼ - мужчины. Какое количество информации будет получено при встрече первого человека при входе в учреждение.
Решение: