Содержание Билет №1 3

Вид материала

Документы

Содержание Билет № 2 Вероятностный подход к измерению информации H, которая описывает степень неопределенности, в литературе принято называть энтропией N = 2, когда результатом вычисления является единичное значение. Единица информации носит название бит (от англ. BInary digiT Множество используемых в тексте символов называется алфавитом. Системы счисления. Правила перевода чисел из одной системы счисления в другую. Правила перевода чисел из одной системы в другую Например: 3254,12 Информационные ресурсы современного общества. Виды национальных информационных ресурсов Образовательные информационные ресурсы Информационное общество. Информатизация и её цели. Информационные преступления и информационная безопасность Первая информационная революция Вторая информационная революция Третья информационная революция Четвертая информационная революция Цели информатизации Основной целью на сегодняшний день Основные формы компьютерных преступлений Основными мерами по защите от компьютерных преступлений Закон “О правовой охране программ для ЭВМ и баз данных” ... Полное содержание

Подобный материал:

• Билет №1 Билет №2 Билет, 361.62kb.
• Билет № Жизнь и занятия первобытных людей на территории Беларуси, 142.68kb.
• Билет 15. Типы сказуемого и способы его выражения. Вопросы координации подлежащего, 10150kb.
• Пригласительный билет и программа Издательство Московского государственного университета, 833.38kb.
• Экзаменационные билеты по информатике. 9 класс. Билет, 66.89kb.
• Священному Писанию Ветхого Завета. III курс. 1 билет Исторические книги Ветхого Завета., 81.79kb.
• Пусть жизнь была как подвиг ратный, Который трудно повторить,- еще одну бы жизнь прожить,, 6265.9kb.
• Билет 10, 2.14kb.
• Билет 11, 1.95kb.
• Билет Вопрос Обоснование теории паблик рилейшнз (пиарологии) как самостоятельной дисциплины, 1439.86kb.

Билет № 2

Измерение количества информации. Алфавитный (технический) и вероятностный (содержательный) подходы к измерению информации

На бытовом уровне информация является синонимом слов сведения, знания, данные, новость, известие, сообщение. При этом неявно подразумевается, что тот, кто получает информацию, выделяет из нее некоторый смысл (содержание).

Смысловая составляющая информации во многом индивидуальна. Большинство россиян не способны извлечь никакой информации из текста на японском языке. Многие взрослые, взяв учебник для начальных классов, также не сочтут его заслуживающей своего внимания информацией, хотя, в отличие от предыдущего случая, понимают (слишком хорошо!), что там написано. Химика редко интересуют сообщения об археологических открытиях, а большая часть литераторов активно игнорирует любые сведения из области математики. Наконец, многие образованные люди не верят в статьи, опубликованные в бульварной прессе, заранее считая их недостоверными. Таким образом, информативность любых сведений и сообщений существенно зависит от воспринимающего их человека, его предыдущих знаний, опыта, интересов, отношения к источнику информации и множества других факторов личного характера, т.е. по своей сути является субъективной.

Субъективный характер восприятия информации делает однозначное измерение количества информации весьма затруднительным. Современным компьютерам смысл обрабатываемых данных вообще принципиально недоступен. Например, при передаче информации по каналам связи, при распределении объемов ОЗУ для хранения различных типов данных, при записи информации на внешние носители, при архивации и многих других компьютерных применениях содержание передаваемой и обрабатываемой информации особого значения не имеет.

Нечто похожее наблюдается и в “некомпьютерных” областях. Например, почтальону должно быть все равно, что именно находится внутри доставляемого им конверта, а диктор телевидения не может пропускать отдельные новости или их фрагменты в соответствии со своими личными убеждениями.

На этих примерах мы видим, что информация перестает зависеть от человека при абстрагировании от ее смысла. Следовательно, появляется возможность объективного измерения количества информации.

Итак, существует два подхода к измерению информации:

• алфавитный (т.е. количество информации зависит от последовательности знаков и не зависит от содержания информации);
  
• содержательный или вероятностный (т.е. количество информации зависит от ее содержания).
  

Вероятностный подход к измерению информации

Существует множество ситуаций, когда возможные события имеют различные вероятности реализации. Например:

1. Когда сообщают прогноз погоды, то сведения о том, что будет дождь, более вероятно летом, а сообщение о снеге – зимой.
   
2. Если на озере живет 500 уток и 100 гусей, то вероятность подстрелить на охоте утку больше, чем вероятность подстрелить гуся.
   
3. Если в мешке лежат 10 белых шаров и 3 черных, то вероятность достать черный шар меньше, чем вероятность вытаскивания белого.
   

Любая информация может рассматриваться как уменьшение неопределенности наших знаний об окружающем мире (в теории информации принято говорить именно об уменьшении неопределенности, а не об увеличении объема знаний). Математически это высказывание эквивалентно простой формуле

I = H1 – H2

где I — это количество информации, а H1 и H2 — начальная и конечная неопределенность соответственно. Величину H, которая описывает степень неопределенности, в литературе принято называть энтропией.

Вычисление энтропии при вероятностном подходе базируется на рассмотрении данных о результате некоторого случайного события, т.е. события, которое может иметь несколько исходов. Случайность события заключается в том, что реализация того или иного исхода имеет некоторую степень неопределенности.

Пусть, например, абсолютно незнакомый нам ученик сдает экзамен, результатом которого может служить получение оценок 2, 3, 4 или 5. Поскольку мы ничего не знаем о данном ученике, то степень неопределенности всех перечисленных результатов сдачи экзамена совершенно одинакова. Напротив, если нам известно, как он учится, то уверенность в некоторых исходах будет больше, чем в других: так, отличник скорее всего сдаст экзамен на пятерку, а получение двойки для него — это нечто почти невероятное.

Наиболее просто определить количество информации в случае, когда все исходы события могут реализоваться с равной долей вероятности. В этом случае для вычисления информации используется формула Хартли. Она связывает количество равновероятных состояний N с количеством информации I в сообщении о том, что любое из этих состояний реализовалось:

2^I = N

Важный частный случай получается из приведенной формулы при N = 2, когда результатом вычисления является единичное значение. Единица информации носит название бит (от англ. BInary digiT — двоичная цифра); таким образом, 1 бит — это информация о результате опыта с двумя равновероятными исходами. Чем больше возможных исходов, тем больше информации в сообщении о реализации одного из них.

Пример 1. Из колоды выбрали 16 карт (все “картинки” и тузы) и положили на стол рисунком вниз. Верхнюю карту перевернули (см. рисунок). Сколько информации будет заключено в сообщении о том, какая именно карта оказалась сверху?

Все карты одинаковы, поэтому любая из них могла быть перевернута с одинаковой вероятностью. В таких условиях применима формула Хартли.

Событие, заключающееся в открытии верхней карты, для нашего случая могло иметь 16 возможных исходов. Следовательно, информация о реализации одного из них равняется 2^I = N  2^I = 16  I = 4 бита


Алфавитный подход к измерению информации

При хранении и передаче информации с помощью технических устройств информация рассматривается как последовательность знаков (букв, цифр, кодов цветов точек изображения и так далее).

Множество используемых в тексте символов называется алфавитом.

У алфавита есть размер (полное количество его символов), который называется мощностью алфавита.

Самый простой метод подсчета заключается в следующем. Пусть алфавит, с помощью которого записываются все сообщения, состоит из N символов. Для простоты предположим, что все они появляются в тексте с одинаковой вероятностью. Тогда в рассматриваемой постановке применима формула Хартли для вычисления информации об одном из исходов события (о появлении любого символа алфавита):

2^I = N

Поскольку все символы “равноправны”, естественно, что количество информации, которое несет каждый символ, одинаково для всех символов данного алфавита. Следовательно, остается полученное значение I умножить на количество символов в сообщении, и мы получим общий объем информации в нем.

Пример 2. Так, в русском алфавите, если не использовать букву ё, количество событий (букв) будет равно 32. Тогда: 32=2^I, откуда I = 5 битов.

Каждый символ несет 5 битов информации (его информационная емкость равна 5 битов). Количество информации в сообщении можно подсчитать, умножив количество информации, которое несет 1 символ, на количество символов.

Правило для измерения информации с точки зрения алфавитного подхода Найти мощность алфавита – N. Найти информационный вес одного символа - N = 2I. Найти количество символов в сообщении – k. Найти информационный объем всего сообщения – V = k  I. Скорость передачи информационного сообщения вычисляется по формуле  = V / t, где V - объём информационного сообщения, t - время передачи

Пример 3. Определить информацию, которую несет в себе 1-й символ в кодировках ASCII и Unicode.

В алфавите ASCII предусмотрено 256 различных символов, т.е. M = 256, а

2^I = 256

I = 8 бит = 1 байт

В современной кодировке Unicode заложено гораздо большее количество символов. В ней определено 256 алфавитных страниц по 256 символов в каждой. Предполагая для простоты, что все символы используются, получим, что

2^I = 256* 256

2^I = 2⁸* 2⁸

I = 8 + 8 = 16 бит = 2 байта


Единицы измерения информации:

1 бит — это информация, которая сокращает неопределенность наших знаний вдвое (ответ на вопрос типа “да”/“нет”, наличие или отсутствие какого-либо свойства, четность числа и т.д.). С точки зрения практической реализации компьютерных устройств для обработки информации 1 бит — это отдельный двоичный разряд любого из таких устройств. Иначе говоря, в вычислительной технике бит служит конструктивной базой для построения всех цифровых двоичных устройств: регистров, сумматоров и т.п. Отсюда очевидно, что в теории информации количество бит может быть любым, в том числе дробным, в то время как в реальных устройствах оно обязательно целое.

Бит, будучи минимально возможной порцией информации в компьютере, довольно маленькая единица измерения. Поэтому на практике чаще всего используется другая единица, которая называется 1 байт = 8 бит.

1 килобайт = 1024 байта

1 мегабайт = 1024 килобайта

1 гигабайт = 1024 мегабайта

1 терабайт=1024 гигабайта

и т.д. В отличие от общепринятой системы производных единиц (широко используемой, например, в физике) при пересчете применяется множитель 1024, а не 1000. Причина заключается в двоичном характере представления информации в компьютере: 1024 = 2¹⁰, и, следовательно, лучше подходит к измерению двоичной информации.

Билет № 3

Системы счисления. Правила перевода чисел из одной системы счисления в другую.

Системой счисления принято называть способ записи чисел с помощью цифр и символов.

Все системы счисления можно разделить на две группы:

1. позиционные системы счисления (значение любой цифры числа определяется не только самой цифрой, но и позицией, которую эта цифра занимает в записи числа); примером позиционной системы счисления является десятичная система счисления;
   
2. непозиционные системы счисления (значение числа не зависит от положения цифры в числе, каждая цифра имеет строго определенное положение в числе); примером такой системы счисления является римская система счисления.
   

В позиционных системах счисления для записи любого числа может быть использовано строго определенное количество цифр. В десятичной позиционной системе таких цифр десять: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. В этой системе счисления каждая единица следующего разряда содержит 10 единиц предыдущего (младшего) разряда. Это соотношение значений единиц соседних разрядов называется основанием системы счисления. В двоичной системе счисления основанием является число 2, а для записи любых чисел используются только две цифры: 0 и 1. Благодаря этому двоичная система счисления находит широкое применение в электронно-вычислительных устройствах и машинах.

Исследуя различные основания, можно составить следующую таблицу для наиболее часто используемых, в том числе и в технике, систем счисления:

Основание q	Название системы счисления	Перечень коэффициентов
2	двоичная	0, 1
8	восьмеричная	0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
10	десятичная	0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
16	шестнадцатеричная	0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F

Правила перевода чисел из одной системы в другую

Правило 1. Перевод целых и дробных чисел из с/с с основанием q в десятичную с/с производится путём разложения исходного числа по формуле:
A_q=a_nqⁿ+ a_n-1q^n-1+…+ a₂q²+ a₁q¹+ a₀q⁰+ a_-1q^-1+ a_-2q^-2+…+ a_mq^m

Здесь А – само число,

q – основание системы счисления,

а_i - цифры, принадлежащие данной системе счисления,

n – число целых разрядов числа,

m – число дробных разрядов числа.

Например: 3254,12₈=38³+28²+58¹+48⁰+18^-1+28^-2 =1536+128+40+4+0,125+0,03125=1708,15625


Правило 2. Перевод целых чисел из десятичной с/с в систему счисления с основанием q производится путём деления в столбик исходного числа на основание нужной с/с. В первом остатке получаем последнюю цифру искомого числа. Дальше повторяем деление до тех пор, пока частное не станет меньше делителя. Последнее частное будет последней цифрой искомого числа.

Например: 33₁₀= 201₄ , так как

33 4

1 8 4

0 2


Правило 3. Перевод дробной части чисел из десятичной с/с в систему счисления с основанием q производится путём умножения исходного числа и получаемых дробных частей произведений на основание новой с/с до тех пор, пока дробная часть произведения не станет равной нулю или будет достигнута требуемая точность представления числа. Полученные целые части произведений являются цифрами нового числа.

Например: 0,65625₁₀=0,52₈ , так как

0, 65625

• 8
  

5. 25000
   

• 8
  

2. 00000
   

Правило 4. Перевод чисел, содержащих целую и дробную части, осуществляется в два этапа. Отдельно переводится целая часть, отдельно – дробная. В итоговой записи полученного числа целая часть отделяется от дробной запятой.

Например: 17,25₁₀ = 1001,01₂ , так как

переводим целую часть: 17 2

1 8 2

0 4 2


0 2 2


0 1

Переводим дробную часть: 0, 25

 2

0, 50

 2

1 00

Правила перевода чисел из системы счисления с основанием 2 в систему счисления с основанием 2n (т.е. 4, 8, 16…) и обратно

Правило 5. Перевод целых чисел из двоичной с/с в с/с с основанием q=2ⁿ производится следующим образом:

• двоичное число разбивают справа налево на группы по n цифр в каждой;
  
• если в последней левой группе окажется меньше разрядов, то её дополняют слева нулями до нужного числа разрядов;
  
• рассматривают каждую группу как n-разрядное двоичное число и записывают её соответствующей цифрой в с/с с основанием q=2ⁿ .
  

Например: 101100001000110010₂=541062₈ , так как 2³=8

разбиваем число на триады:

101 100 001 000 110 010

5 4 1 0 6 2

Правило 6. Для того, чтобы дробное двоичное число записать в с/с с основанием q=2ⁿ, нужно:

• двоичное число разбить слева направо на группы по n цифр в каждой;
  
• если в последней правой группе окажется меньше разрядов, то её дополняют слева нулями до нужного числа разрядов;
  
• рассматривают каждую группу как n-разрядное двоичное число и записывают её соответствующей цифрой в с/с с основанием q=2ⁿ .
  

Например: 0,100000000011₂ = 0,803₁₆ , так как 2⁴=16

разбиваем число на тетрады:

0, 1000 0000 0011

0, 8 0 3

Правило 7. Для того, чтобы произвольное двоичное число записать в с/с с основанием q=2ⁿ, нужно:

• целую часть двоичного числа разбить справа налево, а дробную - слева направо на группы по n цифр в каждой;
  
• если в последних левой и/или правой группах окажется меньше разрядов, то их дополняют слева и/или справа нулями до нужного числа разрядов;
  
• рассматривают каждую группу как n-разрядное двоичное число и записывают её соответствующей цифрой в с/с с основанием q=2ⁿ .
  

Например: 11101001000,110100102=748,D216 , так как




0111 0100 1000, 1101 0010

7 4 8, D 2


Правило 8. Перевод чисел из с/с с основанием q=2ⁿ в двоичную с/с осуществляется путём замены каждой цифры этого числа на её n-значный эквивалент в двоичной с/с.

Например: 4АС3516 = 10010101100001101012 , так как


4 А С 3 5


0100 1010 1100 0011 0101


§ 45 учебник Информатика 9 (автор Семакин И.Г.)

Билет № 4

Информационные ресурсы современного общества. Виды национальных информационных ресурсов

Ресурс — это запас или источник некоторых средств. Всякое общество, государство, фирма и частное лицо имеют определенные ресурсы, необходимые для их жизнедеятельности. Традиционно различают следующие виды общественных ресурсов: материальные, сырьевые (природные), энергетические, трудовые, финансовые.

Одним из важнейших видов ресурсов современного общества являются информационные ресурсы. Существуют разные подходы к понятию информационных ресурсов. Юридическая формула, принятая в Федеральном законе России “Об информации, информатизации и защите информации”, гласит: “Информационные ресурсы — отдельные документы и отдельные массивы документов, документы и массивы документов в информационных системах (библиотеках, архивах, фондах, банках данных, других информационных системах)”. Это определение дает юридическое основание для решения проблемы охраны информационных ресурсов.

Во всех документах и массивах документов, о которых говорилось ранее, в разных формах представлены знания, которыми обладали люди, создававшие их. Эти знания зачастую уникальны; их использование позволяет экономить материальные ресурсы, совершенствовать социально-экономические отношения и т.п.

К информационным ресурсам уместно относить все научно-технические знания, произведения литературы и искусства, множество иной информации общественно-государственной значимости, зафиксированной в любой форме, на любом носителе.

Между информационным и другими ресурсами существует одно важнейшее различие: всякий ресурс после использования исчезает (сожженное топливо, израсходованные финансы и т.п.), а информационный ресурс остается, им можно пользоваться многократно, он копируется без ограничений.

Крупнейшей категорией информационных ресурсов являются национальные информационные ресурсы. Возможный способ их классификации представлен схемой

В развитых странах огромные информационные ресурсы скрыты в библиотеках.

Архивы скрывают материалы (иногда многовековые), связанные с историей и культурой страны. Объемы архивных материалов огромны и часто накапливаются быстрее, чем их удается обрабатывать.

Во всех развитых странах существуют специализированные системы научно-технической информации. Они включают в себя многочисленные специальные издания, патентные службы и т.д. Информация такого рода часто является дорогостоящим товаром.

Без сводов законов, кодексов, нормативных актов и других видов правовой информации не может существовать ни одно государство.

Свои отраслевые информационные ресурсы имеются у любой социальной, промышленной, аграрной и иной сферы общества. Огромны информационные ресурсы оборонной сферы, системы образования и т.д.

Образовательные информационные ресурсы разного рода учебных заведений имеют примерно схожую структуру. Например, информационные ресурсы вуза могут быть согласно классифицированы так

В настоящее время значительное количество образовательных информационных ресурсов располагается в сети Интернет.


§48 в учебнике Информатика 9 (Семакин И.Г.)

Билет № 5

Информационное общество. Информатизация и её цели. Информационные преступления и информационная безопасность

Само название “информационное общество” впервые возникло в Японии. Специалисты, предложившие этот термин, разъяснили, что он определяет общество, в котором в изобилии циркулирует высокая по качеству информация, а также есть все необходимые средства для ее хранения, распределения и использования, т.е. информация легко и быстро распространяется по требованиям заинтересованных людей и организаций и выдается им в привычной для них форме. При этом стоимость пользования информационными услугами настолько невысока, что они доступны каждому.

Итак, в таком обществе:

• любой его член, группа членов, любая организация или учреждение в любое время могут получить доступ к информационным ресурсам, необходимым для профессиональной деятельности или в личных целях;
  
• доступны современные информационные технологии и средства связи;
  
• создана развитая информационная инфраструктура, позволяющая постоянно пополнять и обновлять информационные ресурсы в количествах, необходимых для решения задач социального, экономического и научно-технического развития.
  

Развитие средств хранения, передачи и обработки информации в истории человеческого общества шло неравномерно. Несколько раз в истории человечества происходили радикальные изменения в информационной области, которые называют информационными революциями.

Первая информационная революция связана с изобретением письменности. Письменность создала возможность для накопления, распространения знаний и передачи знаний будущим поколениям.

Вторая информационная революция (середина XVI в.) была связана с изобретением книгопечатания. Появилась возможность не только сохранять информацию, но и сделать ее массово-доступной; грамотность становится массовым явлением. Все это ускорило развитие науки и техники, помогло промышленной революции.

Третья информационная революция (конец XIX в.) была обусловлена прогрессом в развитии средств связи. Телеграф, телефон, радио позволили оперативно передавать информацию на любые расстояния. Прогрессивные средства передачи информации в значительной мере способствовали бурному развитию науки и техники.

Четвертая информационная революция (70-е гг. XX в.) связана с появлением микропроцессорной техники и, в частности, персональных компьютеров. Отметим, что не появление компьютеров в середине XX в., а именно создание микропроцессорных систем обусловило данную информационную революцию. Возникшие вскоре компьютерные телекоммуникации радикально изменили системы хранения и поиска информации. Именно четвертая информационная революция дала толчок к столь существенным переменам в развитии общества, определившим появление нового термина — “информационное общество”.

Информатизация – это процесс создания, развития и массового применения информационных средств и технологий.

Цели информатизации:

1. Информационное обеспечение всех видов человеческой деятельности из специализированных фондов (архивов, библиотек).
   
2. Информационное обеспечение активного отдыха и досуга людей, например, теледоступ ко всей сокровищнице мировой культуры.
   
3. Формирование и развитие информационных потребностей людей.
   

Основной целью на сегодняшний день является обеспечение высокого уровня информированности населения, необходимого для улучшения условий труда и жизни каждого человека.

Многие черты информационного общества уже присутствуют в современной жизни развитых стран. Компьютеры широко используются в жизненно важных областях (управляют самолетами, контролируют работу атомных реакторов, используются в банках, больницах и т.д.). Поэтому для общества становится важной проблема информационной безопасности действующих систем хранения, передачи и обработки информации.

Основные формы компьютерных преступлений: несанкционированный (неправомерный) доступ к информации, нарушение работоспособности компьютерной системы, нарушение целостности информации.

Основными мерами по защите от компьютерных преступлений являются: технические и аппаратно-программные средства для обеспечения безопасности работы информационных систем в условиях воздействия на них множества угроз (взлом пароля, попытки нарушения работоспособности), а также правовые и юридические (в уголовном кодексе России есть раздел «Преступления в сфере компьютерной информации»).

Необходимо также помнить, что программное обеспечение является интеллектуальной собственностью разработчиков. Авторское право на программы для ЭВМ возникает в силу их создания — не требуется какой-либо регистрации. Автор оповещает о своих правах путем указания знака охраны авторского права, состоящего из трех элементов: символа “©”, имени автора и года первого выпуска программы.

Авторское право распространяется только на саму программу. Идеи и принципы, включая “идеи и принципы организации интерфейса и алгоритма, а также языки программирования”, под авторское право не попадают. Приведу в качестве примера “юридически чистый” принцип создания BIOS-компьютеров. Как известно, в BIOS имеется некоторый набор стандартных функций ввода-вывода, код которых, разумеется, защищен авторскими правами. Но можно поступить следующим образом. Создать две группы специалистов, первая из которых подробно изучит BIOS и опишет его функции, а вторая использует это описание как техническое задание. Поскольку вторая группа даже не знакома с оригинальным BIOS, то результат ее творчества хотя и будет делать то же самое, но никакого нарушения авторского права здесь не будет. Кстати, по аналогичной схеме были сделаны многие модели процессоров AMD, только в качестве источника информации использовалась официальная документация фирмы Intel.

Коротко опишем некоторые законы, действующие в Российской Федерации.

Закон “О правовой охране программ для ЭВМ и баз данных” дал юридически точное определение понятий, связанных с авторством и распространением компьютерных программ и баз данных. Он определил, что авторское право распространяется на указанные объекты, являющиеся результатом творческой деятельности автора. Автор (или авторы) имеет исключительное право на выпуск в свет программ и баз данных, их распространение, модификацию и иное использование.

Закон “Об информации, информатизации и защите информации” частично решает вопросы правового регулирования на информационном рынке защиты прав и свобод личности от угроз и ущерба, связанных с искажением, порчей, уничтожением “персональной” информации.

Особое внимание обратим на статью 11 закона “информация о гражданах (персональные данные)”. В ней содержатся гарантии недопущения сбора, хранения, использования и распространения информации о частной жизни граждан, недопустимости использования собранной любым путем информации для дискриминации граждан по любому признаку.

§49 в учебнике Информатика 9 (Семакин И.Г.)