информатика как наука

Информатика — наука, изучающая структуру и общие свойства информации, а также вопросы, связанные со сбором, обработкой, хранением, поиском, передачей и использованием информации. В частности, к предмету информатики относят вопросы, связанные с проектированием, созданием и функционированием компьютерных систем и их применением. В англоязычных странах вместо слова «Информатика» (Informatique) используют «Computer Science».

Понятие информации является первичным понятием, то есть таким, которому нельзя дать строгого определения, а можно только растолковать, поскольку оно не выражается через более простые понятия в силу того, что уже является простым. Слово «информация» означает информацию, объяснения, изложение и т.д. Еще одним первичным понятием информатики является понятие сообщения. Связь между понятиями сообщения и информации является следующим: всякая информация передается через конкретное сообщение. Как сообщение можно рассматривать книгу, лекцию, песню, картину, кинофильм, музыкальное произведение и прочее. Те же сведения, которые мы получаем из сообщения — и являются информацией.

Совокупность правил интерпретации вместе с правилами формирования сообщений составляют язык. Сообщение можно разделить на два класса — дискретные и недискретные. Дискретные сообщения — это сообщения, которые сформированы с помощью конечной набора некоторых знаков. Примерами таких сообщений есть письмо с текстом, речь, музыкальное произведение. В первом случае набором знаков являются буквы, цифры и знаки пунктуации. В случае речи, как конечный набор знаков выступает набор звуков — фонем. Музыкальное произведение является набором нот. Упорядоченный набор знаков, используемых для формирования сообщений, называется алфавитом.

К недискретным сообщениям относятся такие сообщения, которые нельзя представить в виде конечной набора знаков. Это, в частности, рисунки, карты, графики. Тем не менее, недискретные сообщения можно подать приближенно в виде дискретных.

Дискретное сообщение, записанное с помощью некоторого набора знаков, можно записать, используя некоторый другой набор знаков. Правило, что описывает отображения одного набора знаков в другой, называется кодом, а сам процесс преобразования сообщения записанного с помощью одного набора знаков в сообщение, записанное с помощью другого набора знаков, называется кодированием. В более широком смысле под кодированием понимают процесс сопоставления информационным объектам (т.е. информации) набора знаков. Так, для общения между собой мы используем русский язык. При разговоре, информацию мы кодируем с помощью звуков, а на письме — с помощью букв и знаков препинания. Таким образом, речь в данном случае выступает в роли кода.

В информатике большую роль играет двоичный набор знаков. Как правило, его рассматривают как упорядоченный — {0, 1}, то есть, как двоичный алфавит. Это обусловлено относительной технической простотой реализации двух состояний в технических устройствах: напряжение — напряжения нет, ток — тока нет, вектор намагниченности направленный в некотором выделенном направлении — вектор намагниченности направленный в противоположном направлении.

Как одно из основных положений науки информатики можно рассматривать то, что всякое сообщение можно с произвольной степенью точности представить с помощью 0 и 1 (двоичного алфавита) в виде конечной последовательности. Например, 1101011101110111. Подать уведомление в виде двоичной последовательности можно много способов (даже в бесконечно много). Часто различные способы кодирования сообщений с помощью двоичного алфавита говорят как об различные форматы сообщений.

Сообщение в двоичной форме можно характеризовать длиной — количеством двоичных цифр, которые его составляют. Единицей длины двоичного сообщения является бит, что соответствует сообщению, которое состоит из одной двоичной цифры. Например, длина сообщения 10011 составляет 5 бит. Слово bit (бит) является сокращением английского binary digital, что переводится, как «двоичная цифра». Для характеристики длины сообщения используют и более крупные единицы:

  • 1 байт = 8 бит,
  • 1 Килобайт (1 Кб) = 1024 байта,
  • 1 Мегабайт (1 Мб) = 1024 Килобайт,
  • 1 Гигабайт (1 Гб) = 1024 Мегабайт,
  • 1 Терабайт (1 Тб) = 1024 Гигабайт.

Следует отметить, что в битах, кроме длины сообщения, также измеряется количество информации, которую сообщение несет. Эта величина, говоря несколько упрощенно, характеризует полезность сообщения. Количество информации является предметом рассмотрения теории информации. Длина сообщения и количество информации являются разными величинами, но их единицы измерения называются одинаково.

Существуют так называемые «системы счисления», по которым характеризуется любое представление закодированной информации. Описанная ранее двоичная форма представляет одну из них — собственно двоичную систему счисления (BIN). Кроме нее в вычислениях применяются восьмеричная (OCT),  десятичная (DEC) и шестнадцатеричная (HEX) системы. В основу функционирования даже современных ЭВМ заложены принципы двоичных элементов, и это с учетом массового распространения десятичной системы. Почему так? Ответ прост — сложность. Все базовые цифровые устройства в компьютерах, такие как триггеры, регистры и счетчики, реализовать в 10-ти явно различимых состояниях крайне тяжело.

OCT и HEX применяют для сокращения записей команд во время составления ПО на языках машинных кодов, а также в некоторых других целях, стоящих перед программистами. Например, определение адреса ячейки памяти требует перевести одну систему счисления в другую, а некоторые стандартные процедуры в Паскале, Бейсике и Си не исполнимы без шестнадцатеричных параметров. HEX-система используется и тогда, когда нужно непосредственно отредактировать данные, хранящиеся на жестком диске, но, если нужно выявить неисправность в работе ПК, без знания BIN-системы не обойтись. В представленной далее таблице перечислены значения некоторых цифр и чисел в разных системах счисления:

Между прочим, отдельные современные программы-калькуляторы, в том числе встроенные в операционную систему (к примеру, плиточный калькулятор Windows 10), оснащены преобразователем BIN<->OCT<->DEC<->HEX. Чтобы им воспользоваться, достаточно переключить программу в соответствующий режим («Программист») через меню.

Для интересующихся изучением информатики этот видеоролик:

Как Вы считаете, возможно ли иметь полные знания в области информатики?

333 просмотров

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (9 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...
Метки: , , , , , , , , , , , ,
7 комментариев на “информатика как наука
  1. virusia:

    В школе информатику, в большинстве случаев преподают как науку о языках програмирования и методах построения алгоритмов. Но ведь ее используют и при разработке новых процессоров и для хранения информации, тоесть создание базы данных. Информатика имеет большое практическое применение, потому что с ее помощью изучают процессы обработки информации в головном мозге.

  2. ipod77a:

    Доводилось изучать многие науки, связанные с информатикой, и хочу заметить, что данная наука абсолютно оторвана от жизни, как и любая другая, чисто теоретическая. Информатика говорит, что нужно сделать, но не говорит как это сделать. Ведь действительно реальна шутка, что у законченного программиста в километре 1024 метра. Хотя за последние 20 лет в информатике столько добавили нового, что требуется изменение названия самой науки.

  3. Aleksandr:

    Вообще то в вычислительной технике используется шестнадцатеричная система исчисления. Кроме 0 и 1 используются буквы A,B,C,D,E,F. Т.о. если число 9 будет изображаться 1001 то 1010 будет соответствовать числу А,1011 — B,1100 — C и т.д Обмен информацией у нас у нас происходит в объёмах кратных байту — килобайт, мегабайт и т.д. Разбиваем байт пополам на две тетрады и с помощью шестнадцатеричной системы нам проще записывать информацию. Если в двоичной системе число имеет вид 01111100 то в шестнадцатеричной оно будет выглядеть как 7C.

  4. Aleksandr:

    При передаче и хранении мы оперируем массивами данных объём которых
    кратен байту, килобайту, гигабайту …. Что ,s быть уверенным в достоверности информации необходимо контролировать каждый байт. Тогда было решено контролировать количество битов в байте. Такой контроль осуществляется «до нечета» на каждом этапе передачи данных внутри устройств так и между устройствами. Т.о количество битов в байте всегда нечетно.

  5. Aleksandr:

    В информатике используется двоичный алфавит состоящий всего из двух знаков — букв. Это 0 и 1. Функционирование и разработка различных электронных схем, используемых в вычислительной технике основано на разделе математики, который называется булева алгебра. Алгебра логики. Эта наука устанавливает ложно или истинно любое утверждение. Вода стеклянная — нет. Вода мокрая — да. «0» и «1». Таким образом все логические элементы — селекторы, мультиплексоры, триггера и т.д. основываются на трех элементарных действиях булевой алгебры «И», «ИЛИ» и «НЕ» .

  6. Сергей:

    Дочь в школе с пятого класса уже проходит информатику и я за одно с ней, узнаю много нового. В наше время не преподавали. Пользуюсь компьютером, а устройство и принцип работы не знаю. В принципе, сейчас на авто люди ездят, а устройство тоже не все знают.

  7. Ирина:

    А у меня внук сейчас проходит информатику. Для меня это такие дебри. А вот приходится вместе с ним изучать, да без него тоже пытаюсь читать и понимать эту науку. А то бывает так не очень красиво когда не могу ответить на вопрос внука.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

*