Информационные процессы (кодирование данных, структуры данных, хранение данных, сжатие данных).

Основные понятия информатики.

Термин «информация» происходит от латинского «informatio», что означает «сведения, разъяснение, изложение». Одни авторы под понятием «информация» понимают набор символов, графических образов или звуковых сигналов, несущих определенную смысловую нагрузку; другие «информацией» называют сведения, которые кого-либо интересуют, и которые получает или передает человек.

Более полное определение «информация».

Все окружающие нас физические объекты являются либо телами, либо полями. Физические объекты, взаимодействуя друг с другом, порождают сигналы, которые могут иметь различные характеристики. В свою очередь сигналы могут порождать в физических телах изменения свойств. Данное явление называется «регистрацией сигнала». Сигналы, зарегистрированные на материальном носителе, называются данными. Данные несут информацию о событии, но не являются самой информацией. Чтобы получить информацию, имея данные, необходимо применить методы, которые преобразуют данные в понятия, воспринимаемые человеческим сознанием. Следовательно, «информация» – продукт взаимодействия данных и адекватных методов. Графически это можно изобразить следующим образом:

Момент слияния данных и методов называется информационным процессом. Рассмотрим отдельно виды информационных процессов.

Сбор данных – это деятельность субъекта по накоплению данных с целью обеспечения достаточной полноты. Соединяясь с адекватными методами, данные рождают информацию, способную помочь в принятии решения.

Передача данных – это процесс обмена данными.

Хранение данных – это поддержание данных в формате, постоянно готовом к выдаче их потребителю.

Обработка данных – это процесс преобразования информации от исходной ее формы до определенного результата.

Сбор, накопление, хранение информации не всегда являются конечной целью информационного процесса. Чаще всего первичные данные привлекаются для решения какой-либо проблемы, затем они преобразуются в соответствии с определенным алгоритмом до получения выходных данных, которые после анализа пользователем предоставляют необходимую информацию.

Термин «информатика» получил распространение с середины 80-ых годов XX века. Само слово «информатика» состоит из корня «inform» – «информация» и суффикса «matics» – «наука о…». Таким образом понятие информатика означает наука о информации. В англоязычных странах данный термин не прижился, там «информатика» называется «Computer Science» – наука о компьютерах. Информатика как наука является молодой и быстроразвивающейся, поэтому определение «наука о информации» не отражает ее деятельность. В литературных источниках нет одного общепринятого полного определения понятия информатике как науке. Так в одних источниках информатика определяется как наука, изучающая алгоритмы, в других – как наука, изучающая компьютерные технологии. Наиболее полное определение информатике следующее:

Информатика – это наука изучающая:

- методы реализации информационных процессов (сбор, хранение, обработка и передача данных) средствами вычислительной техники (СВТ);

- состав, структуру и общие принципы функционирования средств вычислительной техники;

- принципы управления средствами вычислительной техники.

Исходя из данного определения, получается, что информатика одновременно является прикладной и практической наукой; так как она занимается не только изучением данных вопросов, но и поисками путей их решения.

В графическом виде структуру информатики можно представить в следующем виде:

Методы реализации информационных процессов изучают следующие вопросы:

- кодирование данных – то есть представление различных типов данных в виде, удобном для средств вычислительной техники;

- форматы представления данных – то есть возможность представлять одни и те же данные различными способами;

- сжатие данных;

- структура представления данных – то есть способы хранения данных с целью быстрого доступа к ним.

При этом данный раздел информатика тесно взаимодействует с такими науками как: теория информации, теорией кодирования, статистикой и т.д.

В разделе аппаратное обеспечение изучаются:

- основы построения элементов цифровых устройств;

- основные принципы функционирования данных устройств;

- архитектура средствами вычислительной техники (то есть принципы функционирования систем, предназначенных для автоматической обработки данных);

- приборы и аппараты, составляющие аппаратурную конфигурацию вычислительных систем и компьютерных сетей.

Раздел «аппаратное обеспечение» тесно взаимодействует с такими науками как: электроника, автоматика, кибернетика.

Раздел информатики, называемый «программное обеспечение», занимается разработками методов управления средствами вычислительной техники (программами, которые указывают последовательность действий). В данном разделе изучают:

- средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;

- средства взаимодействия человека с аппаратным и программным обеспечением, объединенным понятием «интерфейс»;

- программное обеспечение средств вычислительной техники.

Раздел «программное обеспечение» тесно взаимодействует с такими науками как: теория алгоритмов, лингвистика, логика, теория графов и другими.

Количество информации – числовая характеристика информации, отражающая ту степень неопределенности, которая исчезает после получения информации.

Исходя из широкого распространения двоичной системы счисления информации, то и основная единица измерения количества информации тесно связана с ней. Так за единицу информации принята величина «один бит» (англ. bit – binary digit – двоичная цифра). 1 бит – это количество информации, при которой неопределенность (количество вариантов выбора уменьшается вдвое); или это ответ на вопрос, требующий односложного разрешения – да или нет.

Бит слишком малая единица измерения информации. На практике часто применяют более крупные единицы:

1 байт = 8 бит;

1 Килобайт = 1024 байт = 2¹⁰ байт;

1 Мегабайт = 1024 Кбайт = 2²⁰ байт и т.д.