Учебно-методический комплекс по дисциплине Информатика Раздел «Основы информационной культуры»

РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН

УНИВЕРСИТЕТ «ТУРАН»

 

 

Абуов Е.Э.

 

Учебно-методический комплекс по дисциплине «Информатика»

Раздел:
«Основы информационной культуры»

Краткий конспект лекций

Методические материалы для лабораторных занятий

Методические рекомендации по СРСП и СРС

 

Для студентов специальности 050703 – «Информационные системы»

 

 

АЛМАТЫ, 2005

  Рассмотрено на заседании кафедры информационные технологий. «___» _________________ 2005 г. Протокол №___.

Содержание

Краткий конспект лекции №1............................................................................................................... 4

Методические материалы для лабораторного занятия №1.............................................................. 15

Методические рекомендации по СРСП №1...................................................................................... 17

Методические рекомендации по СРС №1......................................................................................... 18

 

Краткий конспект лекции №1

Тема: Основы информационной культуры.

Количество часов: 1.

ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЩЕСТВО

Роль и значение информационных революций

Первая революция связана с изобретением письменности, что привело к гигантскому качественному и количественному скачку. Появилась возможность… Вторая (XVI в.) вызвана изобретением книгопечатания, которое радикально… Третья (XIX в.) обусловлена изобретением электричества, благодаря которому появились телеграф, телефон, радио,…

ИНФОРМАТИКА — ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ

Информатика – в настоящее время одна из фундаментальных областей научного знания, формирующая системно-информационный подход к анализу окружающего… Выделение информатики как самостоятельной области человеческой деятельности в…  

ИНФОРМАЦИЯ И ДАННЫЕ

  Информация – сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах,…  

Классификация информации

Классификация –система распределения объектов (предметов, явлений, процессов, понятий) по классам в соответствии с определенным признаком.

 

Под объектом понимается любой предмет, процесс, явление материального или нематериального свойства. Система классификации позволяет сгруппировать объекты и выделить определенные классы, которые будут характеризоваться рядом общих свойств.

Классификация объектов – это процедура группировки на качественном уровне, направленная на выделение однородных свойств. Применительно к информации как к объекту классификации выделенные классы называют информационными объектами.

Свойства информационного объекта определяются информационными параметрами, называемыми реквизитами. Реквизиты представляются либо числовыми данными, например вес, стоимость, год, либо признаками, например цвет, марка машины, фамилия.

 

Реквизит – логически неделимый информационный элемент, описывающий определенное свойство объекта, процесса, явления и т.п.

Классификатор — систематизированный свод наименований и кодов классификационных группировок.

 

При классификации широко используются понятия классификационный признак и значение классификационного признака, которые позволяют установить сходство или различие объектов. Возможен подход к классификации с объединением этих двух понятий в одно, названное как признак классификации. Признак классификации имеет также синоним основание деления.

 

Пример. В качестве признака классификации выбирается возраст, который состоит из трех значений: до 20 лет, от 20 до 30 лет, свыше 30 лет. Можно в качестве признаков классификации использовать: возраст до 20 лет, возраст от 20 до 30 лет, возраст свыше 30 лет.

 

Разработаны три метода классификации объектов: иерархический, фасетный, дескрипторный. Эти методы различаются разной стратегией применения классификационных признаков.

 

Иерархическая система классификации.

Иерархическая система классификации (Рис. 1) строится следующим образом:

q исходное множество элементов составляет 0-й уровень и делится в зависимости от выбранного классификационного признака на классы (группировки), которые образуют 1-й уровень;

q каждый класс 1-го уровня в соответствии со своим, характерным для него классификационным признаком делится на подклассы, которые образуют 2-й уровень;

q каждый класс 2-го уровня аналогично делится на группы, которые образуют 3-й уровень, и т.д.

Рис. 1. Иерархическая система классификации

Пример. Поставлена задача — создать иерархическую систему классификации для информационного объекта «Студент», которая позволит классифицировать информацию обо всех студентах по следующим классификационным признакам: факультет, на котором он учится, возрастной состав студентов, пол студента, для женщин — наличие детей.

Система классификации представлена на Рис. 2 и будет иметь следующие уровни; 0-й уровень. Информационный объект «Студент»;

1-й уровень. Выбирается классификационный признак – название факультета, что позволяет выделить несколько классов с разными названиями факультетов, в которых хранится информация обо всех студентах.

2-й уровень. Выбирается классификационный признак — возраст, который имеет три градации: до 20 лет, от 20 до 30 лет, свыше 30 лет. По каждому факультету выделяются три возрастных полкласса студентов.

3-й уровень. Выбирается классификационный признак — пол. Каждый подкласс 2-го уровня разбивается на две группы. Таким образом, информация о студентах каждого факультета в каждом возрастном подклассе разделяется на две группы — мужчин и женщин.

4-й уровень. Выбирается классификационный признак — наличие детей у женщин: есть, нет.

Созданная иерархическая система классификации имеет глубину классификации, равную четырем.

Рис. 2. Пример иерархической системы классификации для информационного объекта «Студент»

Измерение информации

Первый способ отражает вероятностный подход к измерению информации. Рассмотрим некоторый алфавит из N символов, где pi (i = 1, 2, ..., N) -… .

КОДИРОВАНИЕ информации

Кодирование — это представление, моделирование одного набора знаков другим с помощью кода. Кодовая таблица — это соответствие между набором знаков и их кодами, обычно… В компьютерной технике используется двоичное кодирование, использующее алфавит из двух символов {0,1}. Любая обработка…

Представление текстовой информации в ЭВМ.

Стандартный набор из 256 символов называется ASCII (American Standard Code for Information Interchange — Американский стандартный код для обмена… Он включает в себя большие и маленькие русские и латинские буквы, цифры, знаки… Каждому символу ASCII соответствует 8-битовый двоичный код, например:

Представление графической информации в ЭВМ.

Несмотря на все это разнообразие, существует только два принципиально разных подхода к тому, каким образом можно представить изображение в виде… При использовании растровой графики с помощью определенного числа бит… Основным недостатком растровой графики является большой объем памяти, требуемый для хранения изображения. Это…

Системы счисления

Запись числа в позиционной системе представляет собой сокращенный вариант записи выражения: , где р - основание системы счисления, ai, – цифры (0 ≤ аi ≤ р-1).

Примеры.

1. Число 1 в обычной десятичной системе счисления означает один.

2. В числе 11 первая цифра справа означает 1, а вторая цифра справа — уже 10, поэтому число 11 означает 10+1, т. е. одиннадцать.

3. Рассуждая аналогично, получаем, что число 111 = 100 + 10 + 1, т. е. означает сто одиннадцать.

 

Основание системы счисления — это количество цифр позиционной системы счисления.

Позиционные системы отличаются друг от друга количеством цифр своего алфавита. Поэтому они именуется по своему основанию: десятичная, двоичная, троичная, восьмеричная, шестнадцатеричная и т.д.

Привычная нам десятичная система счисления имеет алфавит, состоящий из 10 цифр:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Пример. 512 = 5∙100+1∙10+2∙1. В числе 512 пять сотен, один десяток и две единицы.

 

Никаких преимуществ перед другими основаниями число 10 не имеет. Десятичная система кажется нам удобной только потому, что мы привыкли к ней с детства. В компьютерной технике более удобна двоичная система счисления.

 

ДВОИЧНАЯ СИСТЕМА СЧИСЛЕНИЯ

0 и 1. Это система счисления с минимальным основанием. Поэтому в компьютерах… 1) простотой аппаратной реализации: 1 — есть сигнал, 0 — нет сигнала;

Таблицы умножения и сложения

Таблица сложения двоичных чисел   + …  

Натуральные двоичные числа

Поэтому для получения следующего двоичного числа после 12 прибавим к 12 число 12, получим 12 + 12 = 102, т. е. «десять». Отсюда имеем: 210 = 12 + 12… Столбиком посчитаем следующие по порядку двоичные числа, т. е. прибавим 12 к…     Первые двоичные натуральные числа от 0 до 16 Десятичное число Двоичное…

Перевод числа из двоичной системы в десятичную

Перевести любое двоичное число в десятичное можно по формуле

Примеры.

1. 1101₂=1∙2³+1∙2²+0∙2¹+1∙2⁰ = 13₁₀.

2. 101010₂ =1∙2⁵ + 1∙2³ + 1∙2¹= 42₁₀.

3. 1011000₂ = 1∙2⁶+1∙2⁴+1∙2³ = 88₁₀.

4. 11,01=1∙2¹+1∙2⁰+0∙2^-1+1∙2^-2 = 3,25₁₀.

Перевод числа из десятичной системы в двоичную

2. Снова делим частное на основание системы. Запоминаем остаток. 3. Продолжаем этот процесс до тех пор, пока в частном не получится 1. 4. Записываем последовательно последнее частное (1) и все остатки в обратном порядке.

ШЕСТНАДЦАТЕРИЧНАЯ СИСТЕМА СЧИСЛЕНИЯ

Шестнадцатеричная система счисления имеет алфавит, состоящий из 16 цифр:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F.

При записи числа в шестнадцатеричной системе для записи цифр обозначающих числа 10, 11, 12. 13, 14. 15 используются соответственно буквы А, В, С, D, E, F.

 

Перевод чисел из шестнадцатеричной системы в десятичную

Перевести любое шестнадцатеричное число в десятичное можно по уже известной формуле

Примеры.

1. АЕ07₁₆=10∙16³ +14∙16² +0∙16¹ +7∙16⁰=44551₁₀.

2. 100₁₆=1∙16² +0∙16¹ +0∙16⁰ =256₁₀.

3. 58₁₆=5∙16¹+8∙16⁰=.88₁₀.

4. 2А₁₆=2∙16¹+10∙16⁰=42₁₀.

5. D₁₆ = 13₁₀.

 

Перевод числа из десятичной системы в шестнадцатеричную осуществляется также, как в двоичную.

 

Перевод чисел из шестнадцатеричной системы в двоичную и обратно

  016 = 00002 416 = 01002 816 = 10002 C16 = 11002 116 = 00012 516 = 01012 916 = 10012 …   1) D = 11012. 2) 2A = 0010 10102 = 1010102. 3)…  

Примеры.

1. 1101₂ = D.

2. 101010₂ = 10 1010₂ = 2A.

3. 1011000₂ = 101 1000₂ = 58₁₆.

ВОСЬМЕРИЧНАЯ СИСТЕМА СЧИСЛЕНИЯ

Восьмеричная система счисления имеет алфавит, состоящий из 8 цифр:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

Перевод числа из десятичной системы в восьмеричную и обратно осуществляется по аналогии с переводом в двоичную / из двоичной.

Перевод чисел из восьмеричной системы в двоичную и обратно

Примеры.

2563₈ = 010 101 110 011₂ =10101110011₂.

1001101₂ = 001 001 101₂ = 115₈.

Методические материалы для лабораторного занятия №1

Тема лабораторного занятия: Системы счисления. Измерение информации.

Количество часов: 2.

 

Примеры с решениями

 

1. Перевод из p-ичной системы в 10-ичную. Пусть надо перевести число в некоторой системе счисления в десятичную. Для этого надо представить его в виде

.

11100110₂ = 1∙2⁷ + 1∙2⁶ + 1∙2⁵ + 0∙2⁴ + 0∙2³ + 1∙2² + 1∙2¹ + 0∙2⁰ = 128 + 64 + 32 + 4 + 2 = 230₁₀.

2401₅ = 2∙5³ + 4∙5² + 0∙5¹ + 1∙5⁰ = 250 + 100 + 0 + 1 = 351.

 

2. Перевод из 10-ичной системы в p-ичную.

2.1 98₁₀ → Х₂.

Делим число на 2. Затем делим неполное частное на 2. Продолжаем до тех пор, пока неполное частное не станет меньше 2, т.е. равным 1.

1) 98 : 2 = 49. Остаток — 0.

2) 49 : 2 = 24. Остаток — 1.

3) 24 : 2 = 12. Остаток — 0.

4) 12 : 2 = 6. Остаток — 0.

5) 6 : 2 = 3. Остаток — 0.

6) 3 : 2 = 1. Остаток — 1.

 

Так как последнее неполное частное равно 1, процесс окончен. Записываем все остатки снизу вверх, начиная с последнего неполного частного, и получаем число 1100010. Итак 98₁₀ = 1100010₂.

 

2.2 2391₁₀ → Х₁₆.

Делим число на 16. Затем делим неполное частное на 16. Продолжаем до тех пор, пока неполное частное не станет меньше 16.

1) 2391 : 16 = 149. Остаток — 7.

2) 149 : 16 = 9. Остаток — 5.

Так как последнее неполное частное (9) меньше 16, процесс окончен. Записываем, начиная с последнего неполного частного, все остатки снизу вверх и получаем число 957. Итак 2391₁₀ = 957₁₆.

 

2.3 12165₁₀ → Х₂.

Если переводить делением в двоичную систему, то получится довольный громоздкий процесс. Можно сначала перевести число в восьмеричную систему, а затем заменять восьмеричные цифры справа налево триадами.

12165₁₀ = 27605₈ = 010 111 110 000 101 = 10111110000101.

 

3. Определение основания системы счисления p.

Один мальчик так написал о себе: «Пальцев у меня 24, на каждой руке по 5, а на ногах 12». Как такое может быть?

Решение. Надо определить основание системы счисления p. Так как мы знаем, что пальцев на ногах всего 10₁₀, то 12_p=1∙p+2 = 10₁₀. Отсюда получаем уравнение p + 2 = 10 Û p = 8. Значит, мальчик имел в виду числа в восьмеричной системе. Действительно, всего пальцев 24₈ = 2∙8+4 = 20₁₀, а на ногах — 12₈ = 1∙8+2 = 10₁₀.

 

ЗАДАНИЯ

  а) 1002; б) 1111002; в) 11012; г) 111112; д)10000002.   2. Переведите следующие десятичные числа в двоичную систему счисления.

Методические рекомендации по СРСП №1

Тема СРСП: Кодирование и измерение информации.

  Задание.Решите следующие задачи.  

Методические рекомендации по СРС №1

Тема СРС: Информационные аспекты управления. Управление и информация в экономике.

  Задание. Сделайте конспекты по каждой из следующих тем: 1. Фасетная и дескрипторная системы классификации.

Контрольные вопросы

1. Расскажите об основных идеях иерархического, фасетного и дескрипторного метода классификации.

2. Расскажите о классификации информации, циркулирующей в организации.

3. Что такое информационная система?

4. Как вы понимаете информационную технологию?

5. В чем состоит разница между компьютерами и информационными системами?

6. Как можно представить процессы, происходящие в информационной системе?

7. Как развивались информационные системы?

8. Почему информационные системы являются стратегическим средством развития фирмы и в чем состоит их вклад?

9. Расскажите о пирамиде уровней управления в фирме.

10. Почему при создании информационной системы следует учитывать влияние внешней среды?

11. Приведите примеры информационных систем, поддерживающих деятельность фирмы.

12. Какие задачи стоят при создании информационной системы?

13. Расскажите об основных функциональных информационных системах.

14. Приведите примеры информационных систем, обеспечивающих эффективность работы.

15. Как вы представляете структуру информационной системы?

16. Расскажите об информационном, техническом, программном и математическом обеспечении, об организационном и правовом обеспечении.

17. Для чего нужна схема информационных потоков?

18. В чем суть методологии построения баз данных?

19. Почему при разработке информационной системы важным фактором является структурированность задач?

20. Как структурированность задач влияет на классификацию информационных систем?

21. Каковы особенности информационных систем, создающих управленческие отчеты?

22. Каковы особенности и виды информационных систем, разрабатывающих альтернативы решений?

23. В чем суть функционального признака при классификации информационных систем?

24. Что такое признак уровней управления при классификации систем?

25. Расскажите о пирамиде информационных систем в фирме, где используется функциональный признак классификации.

26. Каковы роль и функции ИС оперативного уровня, ИС для специалистов, для менеджеров среднего звена, стратегических ИС?

27. Приведите классификацию информационных систем по характеру использования информации, по степени автоматизации, по сфере применения.

28. В чем сходство и в чем различие информационной технологии и технологии материального производства?

29. Отобразите информационную технологию в виде иерархической структуры и приведите примеры ее составляющих.

30. Изложите требования, которым должна отвечать информационная технология.

31. Что такое инструментарий информационной технологии?

32. Как следует понимать новую информационную технологию?

33. Как соотносятся информационная технология и информационная система?

34. Какова история развития информационной технологии?

35. Охарактеризуйте методологию использования информационной технологии.

36. Дайте общее представление об информационной технологии обработки данных, ИТ управления, автоматизации офиса, ИТ поддержки принятия решений и назовите их основные компоненты.

37. Расскажите о компьютерных и некомпьютерных офисных технологиях.

38. Что такое база моделей и какие модели вы знаете? Приведите примеры.

39. Расскажите об интерфейсе информационной системы и его составляющих.

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Информатика: Учебник. – 3-е перераб. изд. / Под ред. Н.В. Макаровой. – М.: Финансы и статистика, 2004.

2. Экономическая информатика и вычислительная техника: Учебник / Под ред. В.П. Косарева, А.Ю. Королева. – М.: Финансы и статистика, 1996.

3. Информатика: данные, технология, маркетинг / В.П. Божко, В.В. Брага и др. - М.: Финансы и статистика, 1992.

4. Информационные системы в экономике / Под ред. В.В. Дика. - М.: Финансы и статистика, 1996.

5. Пономарева К.В., Кузьмин Л.Г. Информационное обеспечение АСУ. - М.: Высш. шк., 1991.