Тема Программное обеспечение.

 

Тема Основные понятия информатики и информации.

1.           Понятие и предмет информатики.

2.           Информация и ее свойства.

3.           Информационные технологии и их классификация.

 

1.     Понятие и предмет информатики.

Информатика - это комплексная, техническая наука, которая изучает и систематизирует законы и приемы создания, сохранения, воспроизведения, получения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ними.

Появление информатики обусловлено возникновением и распространением новой технологии сбора, обработки и передачи информации, связанной с фиксацией данных на машинных носителях.

Предмет информатики как науки составляют:

 • аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;

• программное обеспечение средств вычислительной техники;

• средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;

 • средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами. Средства взаимодействия в информатике принято называть интерфейсом. Поэтому средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения иногда называют также программно-аппаратным интерфейсом, а средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами -интерфейсом пользователя.

Задачи информатики как науки составляют:

• изучить структуру, общие свойства информации, исследовать законы и методы создания, преобразования, накопления, передачи и использования информации.

 • систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники.

 Цель систематизации состоит в том, чтобы выделять, внедрять и развивать передовые, более эффективные технологии автоматизации этапов работы с данными, а также методически обеспечивать новые технологические исследования.

В составе основной задачи сегодня можно выделить такие основные направления информатики для практического применения:

 • архитектура вычислительных систем (приемы и методы построения систем, предназначенных для автоматической обработки данных);

• интерфейсы вычислительных систем (приемы и методы управления аппаратным и программным обеспечением);

• программирование (приемы, методы и средства разработки комплексных задач);

• преобразование данных (приемы и методы преобразования структур данных);

• защита информации (обобщение приемов, разработка методов и средств защиты данных);

• автоматизация (функционирование программно-аппаратных средств без участия человека);

• стандартизация (обеспечение совместимости между аппаратными и программными средствами, между форматами представления данных, относящихся к разным типам вычислительных систем).

На всех этапах технического обеспечения информационных процессов для информатики ключевым вопросом есть эффективность. Для аппаратных средств под эффективностью понимают соотношение производительности оснащение к его стоимости. Для программного обеспечения под эффективностью принято понимать производительность работающих с ним пользователей. В программировании под эффективностью понимают объем программного кода, созданного программистами за единицу времени. В информатике все жестко ориентированно на эффективность.

В рамках информатики, как технической науки можно сформулировать понятия информации, информационной системы и информационной технологии.

Во время информационного процесса данные преобразовываются из одного вида в другого с помощью методов. Обработка данных включает в себя множество разных операций.

 Основными операциями есть:

• сбор данных - накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решения;

• формализация данных - приведение данных, которые поступают из разных источников к единой форме;

• фильтрация данных - устранение лишних данных, которые не нужны для принятия решений;

 • сортировка данных - приведение в порядок данных за заданным признаком с целью удобства использования;

• архивация данных - сохранение данных в удобной и доступной форме;

• защита данных - комплекс мер, направленных на предотвращение потерь, воспроизведения и модификации данных;

• транспортирование данных - прием и передача данных между отдаленными пользователями информационного процесса. Источник данных принят называть сервером, а потребителя - клиентом;

• преобразование данных - преобразование данных с одной формы в другую, или с одной структуры в другую, или изменение типа носителя.

 

2.     Информация и ее свойства.

Информация (information)- это данные, сопровождающиеся смысловой нагрузкой. При этом, очевидно, то, что для одних является данными, для других вполне может быть информацией. Но всегда можно точно сказать, что нужно предпринять для того, чтобы те или иные данные стали информативными для наибольшей аудитории: их нужно снабдить смысловым содержанием. Чем более полным будет это содержание, тем более информативной будет соответствующее сообщение.

Информация которая: воспринимается из окружающей среды называется входной информацией, выдается в окружающую среду называется исходная информацией.

Информация существует в виде документов, чертежей, рисунков, текстов, звуковых и световых сигналов, электрических и нервных импульсов и т.п..

Единицы измерения информации

Для обработки компьютером любая информация кодируется с помощью цифр. Цифры представляются электрическими сигналами, с которыми работает компьютер. Для удобства различения в компьютере используют сигналы двух уровней. Один из них соответствует цифре 1, другой - 0. Цифры 1 и 0 называются двоичными. Они являются символами, из которых состоит язык, понимаемый и используемый компьютером. Т.о., любая информация в компьютере представляется с помощью двоичных цифр.

Наименьшей единицей информации является бит (от англ.  (bit)).

Бит- это количество информации, необходимое для однозначного определения одного из двух равновероятных событий. Один бит информации получает человек, когда он узнает, опаздывает с прибытием нужный ему поезд или нет, был ночью мороз или нет, присутствует на лекции студент Иванов или нет и т.д.

В информатике принято рассматривать последовательности длиной 8 бит. Такая последовательность называется байтом. С помощью одного байта можно записать двоичные коды 256 (2⁸) чисел от 0 до 255.

Единицы измерения информации:

1 байт=8 бит

1 килобайт (Кб) = 1024=2¹⁰ байт

1 мегабайт (Мб) = 1024 килобайт

1 гигабайт (Гб) = 1024 мегабайт

1 терабайт (Тб) = 1024 гигабайт

Важнейшие свойства информации:

• объективность и субъективность;

• полнота;

• достоверность;

• адекватность;

• доступность;

 • актуальность.

 Пример информации: 812 рублей, 930 рублей, 944 рубля.

Более информативное сообщение: 812 рублей, 930 рублей, 944 рубля - цены на бальзам после бритья.

 Ещё более информативное: 812 рублей, 930 рублей, 944 рубля - цены на бальзам после бритья "Dune", 100 мл.

В итоге мы имеем следующую простую формулу: информация = данные + смысл

Сравнительная информация (знание) обладает теми качествами, на которые как раз указывали процитированные мною авторы. В частности, она позволяет принимать решения. Причём, если это покупатель, то он может принять решение о покупке товара по более подходящей для него цене (при этом могут подключаться знания о качестве сервиса -сравнение информации; знания о надёжности торговой компании - сравнение информации о том, где могут продавать качественную, а где - поддельную продукцию и т. д.). Если решение принимает представитель торговой компании, то знания о конкурентах могут ему позволить более выгодно вести бизнес. Важно подчеркнуть, что каждый раз знание получается именно на основе сравнения информации.

В итоге мы имеем следующую простую формулу: знание = информация + сравнение

 

3.     Информационные технологии и их классификация.

Современный специалист в отрасли обязан: иметь конкретные навыки по использованию персонального компьютера и компьютерных сетей в своей предметной области; уметь использовать в своей деятельности компьютерные информационные технологии, базовой составляющей которых являются многочисленные программные продукты; уметь извлекать информацию из различных источников, в том числе, с использованием электронных коммуникаций и эффективно ее использовать; владеть основами аналитической обработки информации; знать особенности информационных потоков в своей области деятельности.

Информационные технологии - это процессы, методы поиска, сбора, хранения, обработки, предоставления, распространения информации и способы осуществления таких процессов и методов. Другими словами можно сказать, что информационные технологии - это процессы, использующие совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта). Цель информационных технологий - производство информации для анализа и принятия на его основе решения по выполнению какого-либо действия. Информационные технологии являются процессом, состоящим из четко регламентированных правил выполнения операций разной степени сложности над данными, хранящимися в компьютерах для получения необходимой пользователю информации. В целом информационные технологии направлены на повышение степени автоматизации информационного обмена между людьми на базе технических и программных средств. К техническим средствам относятся: вычислительная техника (персональные компьютеры); периферийные устройства, позволяющие пользователю непосредственно общаться с компьютером (клавиатура, мышь, монитор, принтер и др.); средства связи (коммуникации), предназначенные для передачи информации во внешней среде. Инструментарий информационной технологии - один или несколько взаимосвязанных программных продуктов для определенного типа компьютера, технология работы в котором позволяет достичь поставленную пользователем цель. В качестве инструментария можно использовать следующие распространенные виды программных продуктов для персонального компьютера: текстовый процессор (редактор), настольные издательские системы, электронные таблицы, системы управления базами данных, электронные записные книжки, электронные календари, информационные системы функционального назначения (финансовые, бухгалтерские, для маркетинга и пр.), экспертные системы и т. д.

Информационные технологии должны отвечать следующим требованиям: разделение процесса обработки информации на этапы, операции, действия; включать достаточный набор элементов (инструментов) для получения конечного результата; стандартизация и унификация информационной технологии для обеспечения эффективности управления информационными процессами.

Этапы развития информационных технологий.

1-й этап (до конца XIX в.) - "ручные" информационные технологии. Инструментарий: перо, чернильница, книга. Коммуникационные функции осуществлялись почтой. Основная цель представление информации в нужной форме.

 2-й этап (до середины XX в.) - "механические" технологии. Инструментарий: пишущая машинка, телефон, диктофон. Коммуникационные функции осуществлялись ж/д и авиапочтой. Основная цель - представление информации в нужной форме с использованием оргтехники.

3-й этап (середина XX в.) - "электрические" технологии. Инструментарий: большие ЭВМ, электрические пишущие машинки, ксероксы, портативные диктофоны. Цель : формирование содержания выходной информации и ее представление в нужной форме.

 4-й этап (с начала 70- х гг.) - "электронные" технологии. Инструментарий: большие ЭВМ, создаваемые на их базе автоматизированные системы управления (АСУ) и информационно-поисковые системы (ИПС). Цель: формирование содержательной стороны информации для управленческой среды различных сфер общественной жизни.

 5- й этап (с середины 80- х гг.) - "компьютерные" технологии. Инструментарий: персональный компьютер с широким спектром стандартных программных продуктов разного назначения. Цель: создание систем поддержки принятия решений. Подобные системы имеют встроенные элементы анализа и интеллекта для разных уровней управления, реализуются на персональном компьютере и используют телекоммуникации. Широко используются глобальные и локальные компьютерные сети.

6-й этап (с середины 90-х гг.)  "Internet/Intranet (новейшие) " технологии.

Широко применяются в различных областях науки, техники и бизнеса распределенные системы, глобальные, региональные и локальные компьютерные сети. Развивается электронная коммерция. В связи с переходом на микропроцессорную базу существенным изменением подвергаются технические средства связи, средства бытового, культурного и прочего назначений.

В настоящее время классификация информационных технологий (ИТ) проводится по следующим признакам:

o   способу реализации в автоматизированных информационных системах (АИС),

o   степени охвата задач управления,

o   классам реализуемых технологических операций,

o   типу пользовательского интерфейса,

o   вариантам использования сети ЭВМ,

o   обслуживаемой предметной области и др.

По способу реализации в АИС ИТ делятся на традиционные и современные.

Автоматизированная информационная система (АИС) - это совокупность различных программно-аппаратных средств, которые предназначены для автоматизации какой-либо деятельности, связанной с передачей, хранением и обработкой различной информации.

Информационная технология является «традиционной», если ее использование является общепринятой нормой (считается обычной, хорошо освоенной и используется вовсех организациях), а сама технология на протяжении большого периода времени качественно не изменялась (например, телефон, радио, пишущая машинка, калькулятор и т.д.).

Традиционные ИТ существовали в условиях централизованной обработки данных,

до периода массового использования ПЭВМ. Они были ориентированы главным образом

на снижение трудоемкости действий работников предприятий или организаций (например, инженерные и научные расчеты, формирование регулярной отчетности на предприятиях и др.).

Новые (современные) ИТ связаны в первую очередь с информационным обеспечением процесса управления в режиме реального времени, осваиваются и используются во многих организациях.

По степени охвата информационными технологиями задач управления выделяют: электронную обработку данных, автоматизацию функций управления, поддержку принятия решений, электронный офис, экспертную поддержку.

Электронная обработка данных выполняется с использованием ЭВМ без пересмотра методологии и организации процессов управления при решении локальных математических и экономических задач.

При автоматизации управленческой деятельности вычислительные средства используются для комплексного решения функциональных задач, формирования регулярной отчетности и работы в информационно-справочном режиме для подготовки управленческих решений.

ИТ поддержки принятия решений предусматривают широкое использование экономико-математических методов и моделей, пакеты прикладных программ (ППП) для аналитической работы и формирования прогнозов, составления бизнес-планов, обоснованных оценок и выводов по процессам и явлениям производственно-хозяйственной деятельности.

К названной группе относятся и широко внедряемые в настоящее время ИТ, получившие название электронного офиса и экспертной поддержки принятия решений. Эти два варианта ИТ ориентированы на использование достижений в области новейших подходов к автоматизации работы специалистов и руководителей, создание для них наиболее благоприятных условий выполнения профессиональных функций, качественного и современного информационного обслуживания за счет автоматизированного набора управленческих процедур, реализуемых в условиях конкретного рабочего места и офиса в целом.

Электронный офис предусматривает наличие интегрированных ППП, которые обеспечивают комплексную реализацию задач предметной области. В настоящее время все большее распространение приобретают электронные офисы, сотрудники и оборудование которых могут находиться в разных помещениях. Необходимость работы с документами, материалами и базами данных (БД) конкретного предприятия или учреждения в гостинице, транспорте, дома привела к появлению электронных офисов, включенных в соответствующие сети ЭВМ.

ИТ экспертной поддержки принятия решений, составляют основу автоматизации труда специалистов-аналитиков. Эти работники кроме аналитических методов и моделей для исследования складывающихся ситуаций вынуждены использовать накопленный опыт в оценке ситуаций, т.е. сведения, составляющие базу знаний в конкретной предметной области.

 По классу реализуемых технологических операций ИТ подразделяются: на работу с текстовыми процессорами, электронными таблицами (табличными процессорами), графическими объектами, системы управления БД, геоинформационные системы, гипертекстовые и мультимедийные системы.

С помощью текстового и табличного процессора выполняется обработка тестовых и числовых данных.

Графические данные обрабатываются двух и трехмерными графическими процессорами. Технология формирования видеоизображения получила название компьютерной графики.

Компьютерная графика (или машинная графика) - это создание, хранение и обработка моделей объектов и их изображений с помощью ЭВМ.

Эта технология проникла в область моделирования различных конструкций (машиностроение, авиационная техника, автомобилестроение, строительная техника и др.), экономического анализа, проникает в рекламную деятельность, делает занимательным досуг.

Формируемые и обрабатываемые с помощью цифрового процессора изображения могут быть демонстрационными и анимационными. К демонстрационным изображениям относят, как правило, коммерческую (деловую) и иллюстрационную графику. Ко второй группе - анимационной графике - принадлежит инженерная и научная графика, а также графика, связанная с рекламой, искусством, играми, когда на экран выводятся не только одиночные изображения, но и последовательность кадров в виде фильма

Интерактивная графика является одним из наиболее прогрессивных направлений среди современных ИТ. Это направление переживает бурное развитие в области появления новых графических станций и в области специализированных программных средств, позволяющих создавать реалистические объемные движущиеся изображения, сравнимые по качеству с кадрами видеофильма.

В отличии от пассивной графики, когда с помощью пакета прикладных программ производятся формирование и вывод графических изображений, интерактивная графика процесс оперативного графического взаимодействия (диалога) человека с ЭВМ.

Интерактивная графика представляет собой важный раздел компьютерной графики, когда пользователь имеет возможность динамически управлять содержанием изображения, его формой, размерами и цветом на поверхности дисплея с помощью интерактивных устройств взаимодействия, например, клавиатуры, мыши, трекбола и т.п. Интерактивная машинная графика существенно повышает эффективность диалога пользователя с ЭВМ за счет использования сочетания графического представления информации с текстовой.

 В итоге повышается качество и точность результатов, снижаются объемы рутинной работы. Типичными примерами использования интерактивной графики являются следующие области: создание графиков, гистограмм, диаграмм; геоинформационные системы, картография; автоматизация чертежных и конструкторских работ; САПР (система автоматизированного проектирования); проектирование компонент и систем механических, электрических, электромеханических и электронных устройств; проектирование и моделирование в авиа-, судо-, автомобилестроении; архитектура, дизайн, геология; моделирование спецэффектов, мультипликация, заставки; управление процессами; автоматизация канцелярских работ, электронный документооборот, электронная публикация; искусство и реклама; графические интерфейсы операционных и прикладных систем, браузеров для Интернета и WEB-серверов; компьютерные игры, библиотеки и энциклопедии на СD-ROM, интерактивное кино.

В классическом понимании система управления базами данных (СУБД) представляет собой набор программ, позволяющих создавать и поддерживать базы данных в актуальном состоянии.

Геоинформационные технологии (ГИТ) обрабатывают все типы данных, включая географические и пространственные данные. В широком смысле ГИТ - это наборы данных и аналитические средства для работы с координатно-привязанной информацией. Обычно любой текст представляется как одна длинная строка символов, которая читается в одном направлении. Гипертекстовая технология - организация текста в виде иерархической структур. Материал текста делится на фрагменты. Каждый видимый на экране ЭВМ фрагмент, дополненный многочисленными связями с другими фрагментами, позволяет уточнить информацию об изучаемом объекте и двигаться в одном или нескольких направлениях по выбранной связи.

Мультимедиа-технология - программно-техническая организация обмена с компьютером текстовой, графической, аудио и видеоинформацией.

По типу пользовательского интерфейса можно рассматривать ИТ с точки зрения возможностей доступа пользователя к информационным и вычислительным ресурсам.

Так, пакетная ИТ исключает возможность пользователя влиять на обработку информации, пока она проводится в автоматическом режиме. В отличие от пакетной диалоговая ИТ предоставляет пользователю неограниченную возможность взаимодействовать с хранящимися в системе информационными ресурсами в реальном масштабе времени, получая при этом всю необходимую информацию для решения функциональных задач и принятия решений.

Интерфейс сетевой ИТ предоставляет пользователю средства доступа к территориально распределенным информационным и вычислительным ресурсам благодаря развитым средствам связи.

В настоящее время наблюдается тенденция к объединению различных типов ИТ в единый компьютерно-технологический комплекс, который носит название интегрированного. Особое место в нем принадлежит средствам коммуникации, обеспечивающим не только чрезвычайно широкие технологические возможности автоматизации управленческой деятельности, но и являющимся основой создания самых разнообразных сетевых вариантов ИТ: локальных, многоуровневых, распределенных и глобальных информационно-вычислительных сетей.

По обслуживаемым предметным областям ИТ подразделяются разнообразно.

Различают такие области применения информационных технологий, как наука, образование, культура, экономика, производство, военное дело и т. п.

Например, в области образования информационные технологии применяются для решения двух основных задач: обучения и управления. В обучении информационные технологии могут быть использованы, во-первых, для предъявления учебной информации обучающимся, во-вторых, для контроля успешности ее усвоения. С этой точки зрения информационные технологии, используемые в обучении, делятся на две группы: технологии предъявления учебной информации и технологии контроля знаний. Причем они могут быть, как компьютерными, так и бес компьютерными. К числу компьютерных ИТ можно отнести: технологии, использующие компьютерные обучающие программы; мультимедиа технологии; технологии дистанционного обучения; технология интерактивного обучения с использованием интерактивных досок; технологии компьютерного тестирования и др. К числу бес компьютерных информационных технологий предъявления учебной информации относятся бумажные, оптотехнические, электронно-технические технологии.

Они отличаются друг от друга средствами предъявления учебной информации и соответственно делятся на бумажные, оптические и электронные.

 К бумажным средствам обучения относятся учебники, учебные и учебно-методические пособия;

к оптическим - диапроекторы, кинопроекторы, лазерные указки;

к электронным - телевизоры и проигрыватели лазерных дисков.

Рассмотренное позволяет сделать вывод о том, что классификация информационных технологий помогает определить наиболее активные направления их внедрения и использования.