- •Оглавление
- •1.1 Информатика
- •1.2 Информация
- •1.3 Кодирование информации. Мера информации
- •1.4 Преобразование информации
- •1.5 Формы представления информации
- •1.6. Передача информации
- •Глава 2. Общие принципы организации и работы компьютеров
- •2.1 Принцип построения компьютера, структура компьютера
- •2.2 Команда, форматы команд
- •2.3 Эвм как автомат
- •2.4 Архитектура эвм
- •2.5 Классы компьютеров. Классификация компьютеров
- •Глава 3. Алгоритмы. Алгоритмизация
- •3.1 Абстрактные автоматы и понятие алгоритма
- •3.2 Формы записи алгоритмов.
- •3.3 Характеристики алгоритма
- •3.4 Исполнители алгоритма
- •Глава 4. Арифметические основы эвм.
- •4.1 Системы счисления
- •4.2 Перевод чисел из одной системы счисления в другую.
- •4.3 Перевод из 10-ной системы счисления в р-ную.
- •4.4 Перевод чисел из р-ичной системы счисления в десятичную.
- •4.5 Системы счисления с основаниями, являющимися степенью 2.
- •Двоично-шестнадцатеричная система счисления.
- •Глава 5. Представление данных в памяти эвм.
- •5.1 Проблемы представления данных
- •5.2 Формы представления чисел в эвм.
- •5.3 Прямой, обратный и дополнительный коды.
- •5.4 Представление чисел с плавающей точкой.
- •5.5 Кодирование текстовой и графической информации .
- •Глава 6. Логические основы эвм
- •6.1 Основные понятия алгебры логики.
- •6.2 Основные логические операции.
- •6.3 Основные законы и соотношения алгебры логики.
- •6.4 Логические функции двух переменных.
- •6.5 Свойства функций алгебры логики
- •6.6 Аналитическое представление логических функций.
- •6.7 Системы функций алгебры логики.
- •Рассмотрим практическое применение изложенного материала.
- •Решение логических задач с помощью таблиц истинности.
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •6.8 Понятия о комбинационных схемах и цифровых автоматах
- •Пример 1.
- •Пример 2.
- •Пример 3.
- •Пример 4.
- •Глава 7. Контроль работы цифрового автомата
- •7.1 Кодирование информации как средство обеспечения контроля работы автомата
- •7.2 Методы эффективного кодирования информации
- •7.3 Кодирование по методу четности-нечетности
- •7.3 Коды Хэминга
- •Глава 8. Прикладное программное обеспечение
- •9.1 Текстовые редакторы
- •9.2 Электронные таблицы
- •9.3 Система управления базами данных (субд) Основные функции субд
- •Глава 9. Методические рекомендации по решению задач в курсе информатики
- •9.1 Измерение информации. Вероятностный подход.
- •9.2 Арифметические основы эвм.
- •9.3 Представление числовых данных в памяти эвм.
- •9.4 Логические основы эвм.
- •9.5 Алгоритмизация
- •Список литературы
1.4 Преобразование информации
Информация передаётся в виде сообщений от некоторого источника информации к её приёмнику посредством канала связи между ними. Информационные сообщения подразделяются на дискретные и непрерывные. Дискретные сообщения состоят из конечного множества элементов, создаваемых источником последовательно во времени. Набор элементов (символов) составляет алфавит источника. Непрерывные сообщения задаются какой – либо физической величиной, изменяющейся во времени. Получение конечного множества сообщений за конечный промежуток времени достигается путём дискретизации ( во времени), квантования (по уровню). В большинстве случаев информация о протекании того или иного физического процесса вырабатывается соответствующими датчиками в виде сигналов непрерывно изменяющихся во времени. Переход от аналогового представления сигнала к цифровому, даёт в ряде случаев значительные преимущества при передаче, хранении и обработке информации. Преобразование осуществляется с помощью специальных устройств – преобразователей непрерывных сигналов и может быть выполнено дискретизацией во времени и квантованием по уровню. Операцию, переводящую информацию непрерывного вида в информацию дискретного вида, называют дискретизацией. Квантование по уровню состоит в преобразовании непрерывного множества значений сигнала в дискретное множество значений. В результате дискретизации непрерывная информация заменяется совокупностью отдельных значений. По совокупности дискретных значений (сигналов) можно восстановить исходное непрерывное сообщение, но с некоторой погрешностью.
1.5 Формы представления информации
Информация может существовать в виде:
текстов, рисунков, чертежей, фотографий;
световых или звуковых сигналов;
радиоволн;
электрических и нервных импульсов;
магнитных записей;
жестов и мимики, и т.д.
Информация всегда представляется в виде сообщения, которое передается некоторой физической средой. Носителем информации может быть любая предметная среда, которая меняет состояние в зависимости от передаваемой информации. Это может быть бумага, на которой информация изображается либо знаками, либо специальными отметками (например, перфорация); магнитный материал (лента, диск и т. п.).
Различают две формы представления информации: статическую Iс, и динамическую Iд Возможность передачи сообщения посредством электрического сигнала реализуется с помощью канала связи, соединяющего источник и приемник информации. Чтобы передать информацию, необходимо ее предварительно преобразовать. Кодирование — преобразование сообщения в форму, удобную для передачи по данному каналу.
В качестве простого примера можно привести передачу сообщения в виде телеграммы. Все символы кодируются с помощью телеграфного кода.
Из существующих возможных методов кодирования вероятно наиболее простым является метод алфавитного кодирования. Знаки первичного алфавита кодируются комбинациями символов двоичного алфавита. Длина кодов и, соответственно, длительность передачи отдельного кода, могут различаться. Длительности элементарных сигналов при этом одинаковые.
Декодирование — операция восстановления принятого восстановления сообщения. В систему связи необходимо ввести устройства для кодирования и декодирования информации . Информационную модель канала связи с шумами можно представить следующим образом:
источник – кодирующее устройство – кодер канала – канал связи – декодер канала – декодирующее устройство – приёмник.
Теоретическое обоснование таких систем дал в своих работах К. Шеннон. Рядом теорем он показал эффективность введения кодирующих и декодирующих устройств, назначение которых состоит в согласовании свойств источника информации со свойствами канала связи. Одно из них (кодирующее устройство, или кодер) должно обеспечить такое кодирование, при котором путем устранения избыточности информации ,существенно снижается среднее число символов, приходящееся на единицу сообщения. При отсутствии помех это непосредственно дает выигрыш по времени передачи или в объеме запоминающего устройства. Такое кодирование называют эффективным (или оптимальным), так как оно повышает эффективность системы. При наличии помех в канале передачи оно позволяет преобразовать входную информацию в последовательность символов, наилучшим образом отвечающую задачам дальнейшего преобразования. Другое кодирующее устройство (кодер канала) обеспечивает заданную достоверность при передаче или хранении информации путем введения дополнительно избыточности информации. Такое кодирование называют избыточным или помехоустойчивым. Помехоустойчивость достигается учётом не только интенсивности помехи, но и её статистических закономерностей.
Если избыточность источника сообщений мала и помехи в канале связи практически отсутствуют, то введение как кодера источника, так и кодера канала нецелесообразно. Если избыточность источника сообщений высока, а помехи весьма малы, то целесообразно ввести кодер источника. Если избыточность источника мала, а помехи велики, то целесообразно ввести кодер канала. При большой избыточности и высоком уровне помех целесообразно ввести оба дополнительных кодирующих (и декодирующих) устройства. Большинство кодов, используемых при кодировании информации без учета статистических свойств источника и помехи в канале связи, основано на системах счисления.