Язык и информация. Естественные и формальные языки
Вопросы вступительного экзамена по информатике
1. Информатика и информационные процессы в природе, обществе, технике
2. Язык и информация. Естественные и формальные языки
3. Кодирование информации. Способы кодирования. Двоичное кодирование текстовой информации; различные кодировки кириллицы
4. Качественные и количественные характеристики информации. Свойства информации (новизна, актуальность, достоверность и др.). Единицы измерения количества информации. Вероятностный подход к измерению количества информации
5. Представление и кодирование информации с помощью знаковых систем. Алфавитный подход к определению количества информации
6. Системы счисления. Запись чисел в различных системах счисления, выполнение арифметических операций
7. Основные понятия и операции формальной логики. Логические выражения и их преобразование
8. Логические схемы основных устройств компьютера
9. Основные устройства компьютера, их функции и взаимосвязь; магистрально-модульный принцип построения компьютера
10. Операционная система компьютера (назначение, состав, загрузка). Программное обеспечение компьютера (системное и прикладное)
11. Файлы и каталоги. Файловая система. Основные операции с файлами в операционной системе
12. Компьютерные вирусы: способы распространения, защита от вирусов
13. Моделирование как метод научного познания. Типы моделей (материальные и информационные)
|
|
|
14. Формализация моделей. Основные типы моделей данных (табличные, иерархические, сетевые)
15. Этапы решения задачи с помощью компьютера
16. Алгоритм. Свойства алгоритмов
17. Способы записей алгоритмов. Формальное исполнение алгоритмов
18. Линейный алгоритм: структура, команды. Исполнители алгоритмов
19. Алгоритмическая структура «ветвление». Команды ветвления
20. Алгоритмическая структура «цикл». Команды повторения
21. Разработка алгоритма методом последовательной детализации и сборочным методом
22. Текстовый редактор. Назначение и основные функции
23. Графический редактор. Назначение и основные функции
24. Электронные таблицы. Назначение и основные функции
25. Базы данных. Назначение и основные функции
26. Системы управления базами данных. Назначение и основные функции
27. Локальные и глобальные компьютерные сети
28. Информационные ресурсы сети Интернет: электронная почта, телеконференции, файловые архивы. Назначение и основные функции
29. Всемирная паутина. Интернет. Адресация в Интернет
30. Правовая охрана программ и данных. Защита информации
1. Информатика и информационные процессы в природе,
обществе, технике
Человеческое обществопо мере своего развития прошло этапы овладения веществом, затем энергией и, наконец, информацией. В первобытнообщинном, рабовладельческом и феодальном обществах (в основе существования которых лежало ремесло) деятельность общества в целом и каждого человека в отдельности была направлена, в первую очередь,наовладение веществом.
|
|
|
На заре цивилизации (десятки тысяч лет до н. э.) люди научились изготавливать простые орудия труда и охоты (каменный топор, стрелы и т.д.), в античности появились первые механизмы (рычаг и др.) и средства передвижения (колесницы, корабли), в средние века были изобретены первые сложные орудия труда и механизмы (ткацкий станок, часы). Овладение энергией находилось в этот период на начальной ступени, в качестве источников энергии использовались солнце, вода, огонь, ветер и мускульная сила человека.
С самого начала человеческой истории возникла потребность передачи и хранения информации. Для передачи информации сначала использовался язык жестов, а затем человеческая речь. Для хранения информации стали использоваться наскальные рисунки, а в IV тысячелетии до н. э. появились письменность и первые носители информации (шумерские глиняные таблички и египетские папирусы). История создания устройств для обработки числовой информации начинается также еще в древности – с абака (счетной доски, являющейся прообразом счетов).
|
|
|
Начиная примерно с XVII века в процессе становления машинного производства, на первый план выходит проблема овладения энергией (машины и станки необходимо было приводить в движение). Сначала совершенствовались способы овладения энергией ветра и воды (ветряные мельницы и водяные колеса), а затем человечество овладело тепловой энергией (в середине XVIII века была изобретена паровая машина, а в конце XIX века – двигатель внутреннего сгорания).
В конце XIX века началось овладение электрической энергией, были изобретены электрогенератор и электродвигатель. И, наконец, в середине XX века человечество овладело атомной энергией.
Овладение энергией позволило перейти к массовому машинному производству потребительских товаров, было создано индустриальное общество. Основными показателями развитости индустриального общества являлись количественные показатели, т.е. сколько было добыто угля и нефти, сколько произведено станков и т.д. В этот период происходили также существенные изменения в способах хранения и передачи информации. В середине XV века было изобретено книгопечатание, что позволило сделать информацию доступной для гораздо большего количества людей. С конца XIX века для передачи информации на дальние расстояния по проводам стали широко использоваться телеграф и телефон, а в XX веке – электромагнитные волны (радио, телевидение).
|
|
|
Первой попыткой автоматизированной обработки информации стало создание Чарльзом Бэббиджем в середине XIX века механической цифровой аналитической машины. Однако лишь с середины XX века начался постепенный переход от индустриального к информационному обществу.
В информационном обществе главным ресурсом является информация, именно на основе владения информацией о самых различных процессах и явлениях можно эффективно и оптимально строить любую деятельность.
Важно не только произвести большое количество продукции, но произвести нужную продукцию в определенное время, с определенными затратами и т.д. Поэтому в информационном обществе повышается не только качество потребления, но и качество производства, человек, использующий информационные технологии, имеет лучшие условия труда, труд становится творческим, интеллектуальным и т.д.
В качестве критериев развитости информационного общества можно взять три: наличие компьютеров, уровень развития компьютерных сетей и количество населения, занятого в информационной сфере, а также использующего информационные и коммуникационные технологии в своей повседневной деятельности. Информационное общество – это общество, в котором большая часть населения занята получением, переработкой, передачей и хранением информации.
Процессы, связанные с получением, хранением, обработкой и передачей информации, называются информационными процессами.
Жизнь на Земле является открытой системой, многообразными путями в нее поступают вещество, энергия и информация. Потребляя энергию солнечного излучения в процессе фотосинтеза, растения строят сложные биологические молекулы из простых неорганических, далее животные, поедающие растения и друг друга, создают все более сложные живые структуры и т.д.
Энтропия в живой природе уменьшается, а информация (антиэнтропия) – увеличивается. Получение и преобразование информации является условием жизнедеятельности любого организма. Даже простейшие одноклеточные организмы воспринимают и используют информацию, например, о температуре и химическом составе среды для выбора наиболее благоприятных условий существования. Биологи образно говорят, что «живое питается информацией», создавая, накапливая и активно используя ее.
Любой живой организм, в том числе и человек, является носителем генетической информации, которая передается по наследству. Генетическая информация хранится в каждой клетке организма в молекулах ДНК, которые состоят из отдельных генов, отвечающих за определенные особенности строения и функционирования организма.
Человек живет в мире информации. Он воспринимает окружающий мир (получает информацию) с помощью органов чувств. Полученная человеком информация в форме зрительных, слуховых и других образов хранится в его памяти. Человеческое мышление можно рассматривать как процессы обработки информации в мозгу человека. На основе информации, полученной с помощью органов чувств, и теоретических знаний, полученных в процессе обучения, человек создает информационные модели окружающего мира.
В процессе общения с другими людьми человек передает и получает информацию. Обмен информацией между людьми может осуществляться в различных формах (письменной, устной или с помощью жестов), но независимо от формы всегда используется определенный язык. Для того чтобы информация была понятна, язык должен быть известен всем людям, участвующим в общении.
История человеческого общества – это, в определенном смысле, история накопления и преобразования информации. Весь процесс познания является процессом получения и накопления информации (знаний). Полученная информация хранится на различных типах носителей информации (книги, аудио- и видеокассеты и т.д.), а в последнее время все больше на электронных носителях информации в цифровой форме (магнитные и лазерные диски и др.).
Нормальное функционирование технических устройств связано с процессами управления, которые включают в себя получение, хранение, преобразование и передачу информации. В некоторых случаях главную роль в процессе управления выполняет человек (например, вождение автомобиля), в других управление берет на себя само техническое устройство (например, кондиционер).
Информационный подход к исследованию мира реализуется в рамках информатики, комплексной науки об информации и информационных процессах, аппаратных и программных средствах информатизации, информационных и коммуникационных технологиях, а также социальных аспектах процесса информатизации.
Язык и информация. Естественные и формальные языки
Слово «информация» происходит от латинского слова informatio, что в переводе означает сведение, разъяснение, ознакомление. Понятие «информация» является базовым в курсе информатики, однако невозможно дать его определение через другие, более «простые» понятия. В геометрии, например, невозможно выразить содержание базовых понятий «точка», «луч», «плоскость» через более простые понятия. Содержание основных, базовых, понятий в любой науке должно быть пояснено на примерах или выявлено путем его сопоставления с содержанием других понятий.
В случае с понятием «информация» проблема его определения еще более сложная, т.к. оно является общенаучным понятием. Понятие «информация» используется в различных науках (информатике, кибернетике, биологии, физике и т.д.), при этом в каждой науке понятие «информация» связано с различными системами понятий.
В физике мерой беспорядка, хаоса для термодинамических систем является энтропия системы, тогда как информация (антиэнтропия) является мерой упорядоченности и сложности системы. По мере увеличения сложности системы величина энтропии уменьшается, и величина информации увеличивается. Процесс увеличения информации характерен для открытых, обменивающихся веществом и энергией с окружающей средой, саморазвивающихся систем живой природы (белковых молекул, организмов, популяций животных и т.д.).
В биологии, которая изучает живую природу, понятие «информация» связывается с целесообразным поведением живых организмов. Такое поведение строится на основе получения и использования организмом информации об окружающей среде. Генетическая информация передается по наследству и хранится во всех клетках живых организмов. Гены представляют собой сложные молекулярные структуры, содержащие информацию о строении живых организмов. Последнее обстоятельство позволило проводить научные эксперименты по клонированию, т.е. созданию точных копий организмов из одной клетки.
В кибернетике (науке об управлении) понятие «информация» используется для описания процессов управления в сложных динамических системах (живых организмах или технических устройствах). Жизнедеятельность любого организма или нормальное функционирование технического устройства связано с процессами управления, благодаря которым поддерживаются в необходимых пределах значения его параметров. Процессы управления включают в себя получение, хранение, преобразование и передачу информации.
Для обмена информацией с другими людьми человек использует естественные языки (русский, английский, китайский и др.), т.е. информация представляется с помощью естественных языков. В основе языка лежит алфавит, т.е. набор символов (знаков), которые человек различает по их начертанию. В основе русского языка лежит кириллица, содержащая 33 знака, английский язык использует латиницу (26 знаков), китайский язык использует алфавит из десятков тысяч знаков (иероглифов).
Последовательности символов алфавита, в соответствии с правилами грамматики, образуют основные объекты языка – слова. Правила, согласно которым образуются предложения из слов данного языка, называются синтаксисом. Необходимо отметить, что в естественных языках грамматика и синтаксис языка формулируются с помощью большого числа правил, из которых существуют исключения, т.к. такие правила складывались исторически.
Наряду с естественными языками были разработаны формальные языки (системы счисления, алгебра, языки программирования и др.). Основное отличие формальных языков от естественных состоит в наличии не только жестко зафиксированного алфавита, но и строгих правил грамматики и синтаксиса.
Например, системы счисления можно рассматривать как формальные языки, имеющие алфавит (цифры) и позволяющие не только именовать и записывать объекты (числа), но и выполнять над ними арифметические операции по строго определенным правилам.
Некоторые языки используют в качестве знаков не буквы и цифры, а другие символы, например, музыкальные ноты, изображения элементов электрических или логических схем, дорожные знаки, точки и тире (код азбуки Морзе) и др.
Представление информации может осуществляться с помощью языков, которые являются знаковыми системами. Каждая знаковая система строится на основе определенного алфавита и правил выполнения операций над знаками.
Знаки могут иметь различную физическую природу. Например, для представления информации с использованием языка в письменной форме используются знаки, которые являются изображениями на бумаге или других носителях, в устной речи в качестве знаков языка используются различные звуки (фонемы), а при обработке текста на компьютере знаки представляются в форме последовательности электрических импульсов (компьютерных кодов).
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 1069; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!