Информация и информационные процессы

Вид материала

Урок

Содержание Вопрос к группе: Как вы понимаете термин «информация»? Какие знаете способы получения информации? Свойства информации. Операции с данными. Виды информации. Носители данных (информации). Информационное общество Информатизация общества Информационные революции. Информационная технология (ИТ) Контрольный лист Виды информации Урок 2. Измерение информации. Количество информации. Кодирование информации.Цель урока N – количество битов  2 Кодирование информации Человеческий язык Кодирование целых и действительных чисел. Универсальная система кодирования (код ASCII). Кодирование графических данных. Кодирование звуковой информации. Метод частотной модуляции ... Полное содержание

Подобный материал:

• 1 Информация. Кодирование информации, 59.79kb.
• Ы программы: «Информация и информационные процессы»; «Состав и работа компьютерной, 90.29kb.
• Направление 230700 Прикладная информатика профиль: «Экономика», 18.34kb.
• Московский новый юридический институт информационные системы в экономике, 411.38kb.
• Информатика и информационно-коммуникационные технологии (икт), 41.08kb.
• Учебный план курсовой подготовки по пользователю, 46.52kb.
• Билеты по информатике для 11-х классов, 61.13kb.
• Информационные процессы, 1246.98kb.
• Информация и информационные процессы, 335.66kb.
• Практическое задание на проведение расчетов с помощью электронной таблицы. Билет, 1913.55kb.

Методическая разработка


ИНФОРМАЦИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ

(цикл уроков по теме)


Предмет: Информатика


Профессия: Тракторист-машинист с/х производства


Преподаватель информатики: Сахарова О.В.

Урок 1. Основные подходы к определению понятия «информация». Свойства, виды и формы информации.


Цель урока: формирование у обучающихся основных понятий информатики.

К концу урока каждый обучающийся будет

знать:

• Понятия «информация», «информатизация»;
  
• Основные свойства и виды информации;
  
• Информационные процессы.
  

уметь:

• Определять виды информации;
  
• Различать способы передачи, получения и хранения информации.
  

Материально-дидактическое оснащение урока:

1. Дидактические материалы:

• Информационные листы;
  
• Контрольные листы;
  
• Оценочный лист.
  

Ход урока:

1. ОМ.

2. Теоретический материал:

Ключевым понятием информатики является понятие информации, с которым мы сталкиваемся ежедневно, однако единого её определения до сих пор не существует. Поэтому вместо определения обычно используют понятие об информации.

Вопрос к группе: Как вы понимаете термин «информация»? Какие знаете способы получения информации?

Первоначально под информацией (от лат. informatio – разъяснение, изложение, сообщение, осведомление) понимались сведения, передаваемые людьми различными способами: устно, с помощью сигналов или технических средств.

Федеральный закон от 27.07.2006 № 149-ФЗ «Об информации, информатизации, информационных технологиях и о защите информации» определяет информацию следующим образом.

Информация – сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления. (под запись)

Информатизация – организационный социально-экономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей и реализации прав граждан, органов государственной власти, органов местно самоуправления, организаций, общественных объединений на основе формирования и использования информационных ресурсов.

Основные понятия, определения и термины информатики также определяются ГОСТ 15971-90 «Системы обработки информации. Термины и определения», согласно которому, информация – это сведения о фактах, концепциях, объектах, событиях и идеях, которые в данном контексте имеют вполне определенное значение. Отметим, что информация – это не просто сведения, а сведения нужные, имеющие значение для лица, обладающего ими. В этих определениях информации отражены основные важные свойства понятия информации.

Во-первых, информация не является материальным объектом, её передают от одного человека к другому, при этом первый её не утрачивает. В результате передачи оба эти человека будут владеть переданной информацией. Информация – единственный ресурс, который при передаче не уменьшается, а только увеличивается.

Во-вторых, для передачи информация должна быть представлена на каком-нибудь материальном носителе.

В-третьих, содержание информации должно быть неизменным при её переносе с одного носителя информации на другой.


Общая схема передачи информации




Свойства информации. (под запись) При работе с информацией и разработкой информационных систем и технологий важно оценить свойства поступающей, хранимой и передаваемой информации.

1. Адекватность – свойство информации однозначно соответствовать отображаемому объекту или явлению.
   
2. Достоверность – свойство информации не иметь скрытых ошибок.
   
3. Полнота – свойство информации исчерпывающе характеризовать отображаемый объект или процесс.
   
4. Доступность – свойство информации, характеризующее возможность её получения данным пользователем.
   
5. Релевантность – способность информации соответствовать запросам пользователя.
   
6. Качество информации – обобщённая положительная характеристика информации, отражающая степень её полезности.
   
7. Актуальность информации – степень соответствия информации текущему моменту времени. Нередко с актуальностью, как и с полнотой, связывают коммерческую ценность информации.
   
8. Краткость и чёткость информации – отсутствие в информации ненужных сведений.
   
9. Ценность – степень важности информации для решения задачи.
   
10. Понятность – выражение информации на языке, понятном тем, кому она предназначена.
    
11. Своевременность – актуальность информации и наличие в ней сведений, необходимых для понимания и принятия решения.
    

Операции с данными. (под запись) Данные – это информация, представленная в виде, пригодном для обработки её автоматическими средствами при возможном участии человека.

1. Сбор данных – накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решений.
   
2. Формализация данных – приведение данных, поступающих из разных источников, к одинаковой форме для того, чтобы сделать их сопоставимыми между собой.
   
3. Сортировка данных – упорядочивание данных по заданному признаку с целью удобства их использования; сортировка данных повышает доступность информации.
   
4. Фильтрация данных – отсеивание лишних данных, в которых нет необходимости для принятия решений; при этом достоверность и адекватность данных должны возрастать.
   
5. Архивация данных – организация хранения данных в компактной сжатой форме; архивация данных повышает общую надежность информационного процесса и используется для снижения затрат по хранению данных.
   
6. Защита данных – комплекс мер, направленных на предотвращение утраты, воспроизведения и изменения данных.
   
7. Преобразование данных – перевод данных из одной формы в другую; преобразование данных часто связано с изменением типа носителя.
   
8. Приём и передача данных – процессы, осуществляемые между участниками информационного процесса; при этом источник данных в информатике принято называть сервером, а потребителя – клиентом.
   

Виды информации. Далеко не вся информация окружающего нас мира может быть обработана компьютером, ведь пока не придумали такого компьютера, который мог бы чувствовать или наслаждаться произведениями искусства. Поэтому, говоря об информации, необходимо выделить те её виды, которые компьютер воспримет и позволит человеку использовать свои ресурсы для обработки, хранения и передачи такой информации.

Компьютер может работать с текстовой, числовой, табличной, графической информацией, а также со звуковой, анимационной и видеоинформацией. Также компьютер воспринимает специальную двоичную информацию.

В настоящее время практически все компьютерные технология ограничиваются обработкой перечисленных видов информации. С развитием компьютерной техники увеличиваются объёмы перерабатываемой информации. И хотя современные компьютеры могут делать очень много, всё же их возможности не безграничны. Наибольший эффект от применения компьютера будет там, где оправдано его применение.


Носители данных (информации). Самым распространённым носителем данных, хотя и не самым экономичным, является бумага.

В компьютере для хранения информации предназначена память, которая подразделяется на основную (энергозависимую), участвующую только в процессе обработки информации, и внешнюю (энергонезависимую).

Внешняя память в зависимости от характера носителя подразделяется на несколько типов:

• Память на магнитных носителях – гибкие и жёсткие магнитные диски (винчестеры), ziv-диски и магнитные ленты;
  
• Память на оптических носителях – компакт-диски с однократной и многократной записью;
  
• Энергонезависимая электронная память – флэш-память.
  

Внешняя память выполняет функции хранения исходных, промежуточных и окончательных данных в процессе обработки информации, архивного хранения данных и переноса информации с одного компьютера на другой. В каждом из этих случаев применяются свои виды внешней памяти.


Информационное общество – общество, в котором большинство работающих занято производством, хранением, переработкой и реализацией информации, особенно высшей её формы – знаний.

Информатизация общества – организованный социально-экономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей и реализации прав граждан, органов государственной власти, органов местного самоуправления, организаций, общественных объединений на основе формирования и использования информационных ресурсов.


Информационные революции. В истории развития цивилизации произошло несколько информационных революций – преобразований общественных отношений из-за кардинальных изменений в сфере обработки информации. Следствием подобных преобразований являлось приобретение человеческим обществом нового фактора.

Первая революция связана с изобретением письменности, что привело к гигантскому качественному и количественному скачку. Появилась возможность передачи знаний от поколения к поколениям.

Вторая (середина XVI в.) вызвана изобретением книгопечатания, которое радикально изменило индустриальное общество, культуру, организацию деятельности.

Третья (конец XIX в.) связана с изобретением электричества, благодаря которому появились телеграф, телефон, радио, позволяющие оперативно передавать и накапливать информацию в любом объёме.

Четвёртая (70-е гг. XX в.) связана с изобретением микропроцессорной технологии и появлением персонального компьютера. На микропроцессорах и интегральных схемах создаются компьютеры, компьютерные сети, системы передачи данных (информационные коммуникации). Этот период характеризуют три фундаментальные инновации:

• Переход от механических и электрических средств преобразования информации к электронным;
  
• Миниатюризация всех узлов, устройств, приборов, машин;
  
• Создание программно-управляемых устройств и процессов.
  

Деятельность отдельных людей, Групп, коллективов и организаций сейчас всё в большей степени начинает зависеть от их информированности и способности эффективно использовать имеющуюся информацию. Прежде чем предпринять какие-то действия, необходимо провести большую работу по сбору и переработке информации, её осмыслению и анализу. Отыскание рациональных решений в любой сфере требует обработки больших объёмов информации, что подчас невозможно без привлечения специальных технических средств.

Возрастание объёма информации особенно стало заметно в середине XX в. Лавинообразный поток информации хлынул на человека, не давая ему возможности воспринять эту информацию в полной мере. В ежедневно появляющемся новом потоке информации ориентироваться становилось всё труднее. Подчас выгоднее стало создавать новый материальный или интеллектуальный продукт, нежели вести розыск аналога, сделанного ранее. Образование больших потоков информации обусловливается:

• Чрезвычайно быстрым ростом числа документов, отчётов, диссертаций, докладов и т.п., в которых излагаются результаты научных исследований и опытно-конструкторских работ;
  
• Постоянно увеличивающимся числом периодических изданий по разным областям человеческой деятельности;
  
• Появлением разнообразных данных (метеорологических, геофизических, медицинских, экономических и др.), записываемых обычно на магнитных лентах и поэтому не попадающих в сферу действия системы коммуникации.
  

Как результат – наступает информационный кризис (взрыв), который имеет следующие проявления:

• Появляются противоречия между ограниченными возможностями человека по восприятию и переработке информации и существующими мощными потоками и массивами хранящейся информации. так, например, общая сумма знаний менялась вначале очень медленно, но уже с 1900 г. она удваивалась каждые 50 лет, к 1950 г. удвоение происходило каждые 10 лет, к 1970 г. – уже каждые 5 лет, с 1990 г. – ежегодно.
  
• Существует большое количество избыточной информации, которая затрудняет восприятие полезной для потребителя информации;
  
• Возникают определённые экономические, политические и другие социальные барьеры, которые препятствуют распространению информации. например, по причине соблюдения секретности часто необходимой информацией не могут воспользоваться работники разных ведомств.
  

Эти причины породили весьма парадоксальную ситуацию – в мире накоплен громадный информационный потенциал, но люди не могут им воспользоваться в полном объёме в силу ограниченности своих возможностей. Информационный кризис поставил общество перед необходимостью поиска путей выхода из создавшегося положения. Внедрение ЭВМ, современных средств переработки и передачи информации в различные сферы деятельности послужило началом нового эволюционного процесса, называемого информатизацией, в развитии человеческого общества, находящегося на этапе индустриального развития.


Информационная технология (ИТ) – процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления.

ИТ – процессы, методы поиска, сбора, хранения, обработки, предоставления, распространения информации и способы осуществления таких процессов и методов.

Цель ИТ – производство информации для её последующего анализа и принятия на его основе решения по выполнению какого-либо действия.


Виды ИТ. По степени автоматизации можно выделить ручные, автоматизированные и автоматические ИТ.

Первыми были ручные ИТ, в которых все процедуры сбора, обработки и передачи информации осуществлялись вручную. Довольно долгое время они удовлетворяли общество с его неспешным развитием.

Современный уровень развития общества и бизнеса предъявляет новые требования к информационным технологиям, в частности, к скорости передачи информации, своевременности представления, а также сохранения её достоверности и актуальности.

Появление новых технологий работы с информацией связано, прежде всего, с применением компьютерных технологий. В системах управления наиболее распространены автоматизированные ИТ, в которых сбор, обработка и передача информации производится автоматически, а решения принимает человек.

В автоматических ИТ полностью автоматизированы все процедуры сбора, регистрации, передачи и обработки информации, управление технологическим процессом производится тоже автоматически. Такие автоматические ИТ обычно используются в производственных системах.

КОНТРОЛЬНЫЙ ЛИСТ

Вопросы и практические задания для закрепления и проверки знаний:


1. Что такое «информация»?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


2. Изобразите условную схему передачи информации


3. Сопоставьте виды информации и способы её получения

Виды информации		Информация		Способы получения
текст		аромат цветов		зрение
графика		картина		осязание
видео		музыка		вкус
звук		пушистая кошка		слух
		кислый лимон		обоняние
		свежая пресса
		передача по ТВ

4. Какие виды информации может обрабатывать компьютер?

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


5. Перечислите известные вам носители данных.

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


6. Приведите пример информационного сообщения, не обладающего одним из основных свойств информации. Укажите свойство.

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Урок 2. Измерение информации. Количество информации. Кодирование информации.


Цель урока: формирование у обучающихся понятий измерение и кодирование информации.

К концу урока каждый обучающийся будет

знать:

• Основные единицы измерения информации;
  
• Понятия «кодирование» и «декодирование»;
  
• Основные виды кодировок информации в компьютере;
  
• Способы кодирования информации различного типа.
  

уметь:

• Переводить одни единицы измерения информации в другие;
  
• Определять информационный объём объекта.
  

Материально-дидактическое оснащение урока:

1. Дидактические материалы:

• Информационные листы;
  
• Контрольные листы;
  
• Оценочные листы.
  

Ход урока:

1. ОМ

2. Теоретический материал:

Измерение информации. Бит (bit – binary digit) – наименьшая единица информации, распознаваемая компьютером.

Одним битом могут быть выражены два понятия: 0 или 1 (да или нет, истина или ложь, чёрное или белое и т.д.). Если количество битов увеличить до двух, то уже можно выразить 4 различных понятия. Тремя битами можно закодировать восемь значений и т.д.

N – количество битов  2^N – количество значений

Байтом (byte) называется группа из восьми битов, необходимая для представления одного символа информации. Нажатие одной клавиши на клавиатуре эквивалентно отправке одного байта информации центральному процессору компьютера. Байт – это стандартная единица измерения памяти в компьютере. Обычно её объём выражается в килобайтах (Кбайт) или мегабайтах (Мбайт).

Единицы компьютерной памяти и их значения:

• Бит – наименьшая единица информации
  
• Тетрада – 4 бит (половина байта)
  
• Байт – 8 бит
  
• Слово – 16 бит (на больших компьютерах длина слова достигает 64 бит)
  
• Килобайт (Кб) = 1 024 байт
  
• Мегабайт (Мб) = 1 024 Кб (2¹⁰ Кб)  1 048 576 байт
  
• Гигабайт (Гб) = 1 024 Мб (2¹⁰ Мб)  1 073 741 824 байт
  
• Терабайт (Тб) = 1 024 Гб (2¹⁰ Гб)
  

Двоичный код. Как уже отмечалось ранее, бит существует в двух состояниях: «вкл» или «выкл». Для наглядного представления байтов используются цифры: 1 – вкл; 0 – выкл.

Далее представлен один байт информации, в котором все восемь битов имеют нулевые значения. В двоичной системе счисления это соответствует нулю.

0 0 0 0 0 0 0 0

Двоичная система счисления похожа на десятичную (decimal), которую мы используем в повседневной жизни. Приставка «dec» означает 10, т.е. эта система счисления основана на числе 10. Двоичная (binary) система основывается на 2 («bi» означает 2, как в слове «бинокль»).

Первая цифра справа и представлении байта – это столбец единиц; значения в этом столбце равны 1 или 0. Следующие столбцы соответствуют 4, 8, 16 и т.д. Значение каждого столбца равно удвоенному значению столбца справа; 2 – это основа двоичной системы.

Максимальное число, которое можно представить одним байтом – 256.

Компьютеры – это машины, и для связи им требуется собственный машинный язык. Компьютерный язык называется двоичным (binary); структурные элементы, на которых он основан, могут находиться в двух состояниях: «включено» или «выключено».

Компьютеры должны работать с разнообразной информацией, поэтому им нужен код, преобразующий человеческий язык в машинный. Таким кодом является код ASCII (American Standart Code for Information Interchange – стандартный код информационного обмена США).

Кодирование информации – это преобразование одной последовательности сигналов в другую. Под кодированием данных понимается выражение данных одного типа через данные другого типа. Для автоматизации работы с данными, относящимися к различным типам, очень важно унифицировать их форму представления, поэтому обычно используется приём кодирования.

Человеческий язык – это система кодирования понятий для выражения мыслей посредством речи. Азбука – это система кодирования компонентов языка с помощью графических символов.

Своя система существует и в вычислительной технике. Она называется двоичным кодированием и основана на представлении данных последовательностью всего двух цифр: 0 и 1.

Для представления дискретной информации в компьютере применяется алфавитный способ, основанный на использовании фиксированного конечного набора символов (алфавита). Примерами алфавитов могут служить алфавиты естественных человеческих языков, совокупность десятичных цифр, любая другая упорядоченность знаков, предназначенная для образования и передачи сообщений. Символы из набора алфавита называются буквами, а любая конечная последовательность букв – словом в этом алфавите. При этом не требуется, Чтобы слово обязательно имело смысловое значение.

Процесс преобразования информации часто требует представлять буквы одного алфавита средствами (буквами, словами) другого алфавита. Такое представление и называется кодированием. Процесс обратного преобразования информации относительно ранее выполненного кодирования называется декодированием.

Кодирование целых и действительных чисел. Целые числа кодируются двоичным кодом достаточно просто: необходимо взять целое число и делить его пополам до тех пор, пока частное не будет равно единице. Совокупность остатков от каждого деления, записанная справа налево вместе с последним частным, и образуют двоичный аналог десятичного числа.

Для кодирования целых чисел от 0 до 256 достаточно иметь восемь разрядов двоичного кода (8 бит). 16 бит позволяют закодировать целые числа от 0 до 65 535, а 24 бит – более 16,5 млн различных значений.

Для кодирования действительных чисел используют 80-разрядное кодирование. При этом число предварительно преобразовывают в нормализованную форму:

5,12345678 = 0,512345678*10¹;

500 000 = 0,5*10⁶.

Первая часть числа называется мантиссой, а вторая – характеристикой. Большую часть из 80 бит отводят для хранения мантиссы (вместе со знаком) и некоторое фиксированное количество разрядов отводят для хранения характеристики.

Универсальная система кодирования (код ASCII). С помощью двоичного кода можно кодировать текстовую информацию, если каждому символу алфавита сопоставить определённое целое число. Восьми двоичных разрядов достаточно для кодирования 256 различных символов. Этого хватает, чтобы выразить различными комбинациями восьми битов все символы английского и русского языков, как строчные, так и прописные, а также знаки препинания, символы основных арифметических действий и некоторые общепринятые специальные символы.

Институт стандартизации США ввёл в действие систему кодирования ASCII, в которой закреплены две таблицы кодирования: базовая и расширенная. Базовая таблица закрепляет значения кодов от 0 до 127, а расширенная таблица относится к символам с номерами от 128 до 255.

Базовая таблица системы ASCII содержит 128 кодов. Первые 32 кода базовой таблицы, начиная с нулевого, отданы производителям аппаратных средств. В этой области размещаются управляющие коды, которым не соответствуют никакие символы языков. С 32-го по 127-ой размещены коды символов английского алфавита, знаков препинания, арифметических действий и некоторых вспомогательных символов.

Кодировка символов русского языка, известная как кодировка Windows-1251, была введена компанией Microsoft. Учитывая широкое распространение операционных систем и других продуктов этой компании в России, она глубоко закрепилась и нашла широкое распространение. Кодировка символов русского языка закрепления в расширенной таблице кодирования системы ASCII со 192-го по 255-ый код.

Большинство систем распознают 256 кодов: 128 стандартных и 128 дополнительных из расширенного набора символов.

Для кодирования букв русского алфавита существуют и другие системы кодировки. Распространённой является кодировка КОИ-8 (код обмена информацией восьмизначный). Её происхождение относится к временам действия Совета экономической взаимопомощи государств Восточной Европы. Сегодня кодировка КОИ-8 широко распространена в компьютерных сетях на территории России.

Международный стандарт, в котором предусмотрена кодировка символов русского языка, называется ISO (International Standard Organization – Международный институт стандартизации). На практике данная кодировка используется редко.

Кодирование графических данных. Напечатанное на бумаге чёрно-белое графическое изображение состоит из мельчайших точек – пикселов (picture element – элемент изображения), образующих характерный узор, называемый растром.

Растровое кодирование позволяет использовать двоичный код для представления графических данных, поскольку линейные координаты и индивидуальные свойства каждой точки (яркость) можно выразить с помощью целых чисел. Общепринятым на сегодняшний день считается представление чёрно-белых иллюстраций в виде комбинации точек с 256 градациями серого цвета. Следовательно, для кодировки яркости любой точки обычно достаточно 8-разрядного двоичного числа.

Цветные изображения формируются в соответствии с двоичным кодом цвета каждой точки, хранящимся в видеопамяти. Цветные изображения могут иметь различную глубину цвета, задаваемую количеством бит для кодирования цвета точки. Так, для глубины цвета 8 количество отображаемых цветов составляет 2⁸ = 256.

Кодирование цветной графики 16-разрядными двоичными числами называется режимом High Color.

Режим представления цветной графики с использованием 24 двоичных разрядов называется полноцветным (True Color).

Для кодирования цветных графических изображений применяется принцип декомпозиции произвольного цвета на основные составляющие. Считается, что любой цвет, видимый человеческим глазом, можно получить путём механического смешивания трёх основных цветов: красного (Red), зелёного (Green) и синего (Blue). Такая система кодирования получила название RGB (по первым буквам основных цветов).

Каждому из основных цветов можно поставить в соответствие дополнительный цвет, т.е. цвет, дополняющий основной цвет до белого. Для любого из основных цветов дополнительным будет цвет, образованный двумя оставшимися цветами (красный – основной, голубой (зелёный + синий) – дополнительный, зелёный – пурпурный (красный + синий), синий – жёлтый (красный + зелёный)).

Принцип декомпозиции произвольного цвета на составляющие компоненты можно применять не только для основных цветов, но и для дополнительных, т.е. любой цвет можно представить в виде суммы голубой, пурпурной и жёлтой составляющих. Такой метод кодирования цвета принят в полиграфии, но в полиграфии используется ещё и четвертый цвет – чёрный (Black). Поэтому данная система кодирования обозначается четырьмя буквами CMYK (К – чёрный). Для представления цветной графики в этой системе надо иметь 32 двоичных разряда. Такой режим также называется полноцветным.

Если уменьшить количество двоичных разрядов, используемых для кодирования цвета каждой точки, то можно сократить объём данных, но при этом диапазон кодируемых цветов заметно сокращается.

Качество изображения определяется разрешающей способностью монитора, т.е. количеством точек в строке и строк растра. Обычно в мониторах используют разрешающую способность экрана 800600, 1024768 или 1280960. Рассчитаем необходимый объём видеопамяти для одного из графических режимов, например разрешением 1024768 и качеством цветопередачи 32 бит на точку. Необходимый объём видеопамяти составит:

32*1024*768 = 25 165 824 бит = 3 145 728 байт = 3 072 Кбайт = 3 Мбайт.

Кодирование звуковой информации. Приёмы и методы работы со звуковой информацией пришли в вычислительную технику позже других. В отличие от числовых, текстовых и графических данных, у звукозаписи не было такой длительной и проверенной истории кодирования. Поэтому методы кодирования звуковой информации двоичным кодом далеки от стандартизации. Большое количество компаний разработали свои корпоративные стандарты, но среди них можно выделить два основных направления: метод разложения на гармонические сигналы (частотной модуляции) и метод таблично-волнового синтеза.

Метод частотной модуляции (FM – Frequency Modulation) основан на том, что теоретические любой сложный звук можно разложить на последовательность простейших гармонических сигналов разных частот, каждый из которых представляет собой правильную синусоиду, а следовательно, может быть описан числовыми параметрами, т.е. кодом.

В природе звуковые сигналы имеют непрерывный спектр, т.е. являются аналоговыми. Их разложение в гармонические ряды и представление в виде дискретных цифровых сигналов выполняют специальные устройства – аналогово-цифровые преобразователи. Обратное преобразование для воспроизведения звука, закодированного числовым кодом, выполняют цифроаналоговые преобразователи.

При таких преобразованиях неизбежны потери информации, связанные с методом кодирования, поэтому качество звукозаписи обычно получается не вполне удовлетворительным и соответствует качеству звучания простейших электромузыкальных инструментов. Данный метод кодирования обеспечивает компактный код, поэтому он нашёл применение ещё в те годы, когда ресурсы средств вычислительной техники были явно недостаточны.

Метод таблично-волнового синтеза (Wave-Table) лучше соответствует современному уровню развития техники. В заранее подготовленных таблицах хранятся образцы звуков для множества различных музыкальных инструментов. В технике такие образцы называют сэмплами. Числовые коды выражают тип инструмента, номер его модели, высоту тона, продолжительность и интенсивность звука, динамику его изменения, некоторые параметры среды, в которой происходит звучание, и другие параметры, характеризующие особенности звучания.

Качество звука при использовании этого метода получается очень высоким и приближается к качеству звучания реальных музыкальных инструментов.

КОНТРОЛЬНЫЙ ЛИСТ

Вопросы и практические задания для закрепления и проверки знаний:


1. Назовите основные единицы измерения информации: ________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


2. Считая, что каждый символ кодируется одним байтом, оцените информационный объем следующего предложения:

«Мой дядя самых честных правил,

Когда не в шутку занемог,

Он уважать себя заставил

И лучше выдумать не мог.»

Ответ: ______________________


3. Шахматная доска состоит из 64 полей: 8 столбцов на 8 строк. Какое
минимальное количество бит потребуется для кодирования координат одного шахматного поля?

Ответ: ______________________

4. Определите информационный объём графического изображения размером 100 на 150 пикселей, содержащего 256 градаций серого цвета. Ответ: ______________________

5. Азбука Морзе позволяет кодировать символы для радиосвязи, задавая комбинацию точек и тире. Сколько различных символов (цифр, букв, знаков пунктуации и т.д.) можно закодировать, используя код Морзе длиной не менее пяти и не более шести сигналов (точек и тире)?

Ответ: ______________________


6. Сколько мегабайт информации содержит сообщение объемом 2²³ бит?

Ответ: ______________________

Урок 3. Управление системой как информационный процесс. Система управления.


Цель урока: изложить основные идеи, связанные с использованием информационных систем, познакомить с существующим разнообразием типов систем.

К концу урока каждый обучающийся будет

знать:

• Понятия «система» и «информационная система»;
  
• Понятие «управление» и функции управления информационной системой.
  

уметь:

• Выделять объект управления и управляющее воздействие;
  
• Указывать наличие и отсутствие обратной связи;
  
• Приводить примеры систем управления разного типа.
  

Материально-дидактическое оснащение урока:

• Презентация «Управление и кибернетика»
  

Ход урока:

1. ОМ

2. Теоретический материал:

Под системой понимают любой объект, который одновременно рассматривается и как единое целое, и как объединённая в интересах достижения поставленных целей совокупность разнородных элементов. Системы значительно отличаются между собой как по составу, так и по главным целям.

В информатике понятие «система» широко распространено и имеет множество смысловых значений. Чаще всего оно используется применительно к набору технических средств и программ. Системой может называться аппаратная часть компьютера. Системой может также считаться множество программ для решения конкретных прикладных задач, дополненных процедурами ведения документации и управления расчетами.

Добавление к понятию «система» слова «информационная» отражает цель её создания и функционирования. Информационные системы обеспечивают сбор, хранение, обработку, поиск, выдачу информации, необходимой в процессе принятия решений задач из любой области.

Информационная система – взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.



Рис. 1. Процессы в информационной системе

• Ввод информации из внешних или внутренних источников;
  
• Обработка входной информации и представление её в удобном виде;
  
• Вывод информации для представления потребителям или передачи в другую систему;
  
• Обратная связь – это информация, переработанная людьми данной организации для коррекции входной информации.
  

Информационная система определяется следующими свойствами:

• Любая информационная система может быть подвергнута анализу, построена и управляема на основе общих принципов построения систем;
  
• Информационная система является динамичной и развивающейся;
  
• При построении информационной системы необходимо использовать системный подход;
  
• Выходной продукцией информационной системы является информация, на основе которой принимаются решения;
  
• Информационную систему следует воспринимать как человеко-компьютерную систему обработки информации.
  

Роль структуры управления в информационной системе

Под управлением понимают обеспечение поставленной цели при условии реализации следующих функций: организационной, плановой, учетной, анализа, контрольной, стимулирования.

Организационная функция заключается в разработке организационной структуры и комплекса нормативных документов: штатного расписания фирмы, отдела, лаборатории, группы и т.п. с указанием подчиненности, ответственности, сферы компетенции, прав, обязанностей и т.п. Чаще всего это излагается в положении по отделу, лаборатории или должностных инструкциях.

• Планирование (плановая функция) состоит в разработке и реализации планов по выполнению поставленных задач. Например, бизнес-план для всей фирмы, план производства, план маркетинговых исследований, финансовый план, план проведения научно-исследовательской работы и т.д. на различные сроки (год, квартал, месяц, день).
  
• Учетная функция заключается в разработке или использовании уже готовых форм и методов учета показателей деятельности фирмы: бухгалтерский учет, финансовый учет, управленческий учет и т.п. В общем случае учет можно определить как получение, регистрацию, накопление, обработку и предоставление информации о реальных хозяйственных процессах.
  
• Анализ или аналитическая функция связывается с изучением итогов выполнения планов и заказов, определением влияющих факторов, выявлением резервов, изучением тенденций развития и т.д. Выполняется анализ разными специалистами в зависимости от сложности и уровня анализируемого объекта или процесса. Анализ результатов хозяйственной деятельности фирмы за год и более проводят специалисты, а на уровне цеха, отдела – менеджер этого уровня (начальник или его заместитель) совместно со специалистом-экономистом.
  
• Контрольная функция чаще всего осуществляется менеджером: контроль за выполнением планов, расходованием материальных ресурсов, использованием финансовых средств и т.п.
  
• Стимулирование или мотивационная функция предполагает разработку и применением различных методов стимулирования труда подчинённых работников:
  

• Финансовые стимулы – зарплата, премия, акции, повышение в должности и т.п.;
  
• Психологические стимулы – благодарности, грамоты, звания, степени, доски почёта и т.п.
  

В последние годы в сфере управления всё активнее стали применяться понятие «принятие решений» и связанные с этим понятием системы, методы и средства поддержки принятия решений.

• Принятие решений – акт целенаправленного воздействия на объект управления, основанный на анализе ситуации, определения цели, разработке программы достижения этой цели.
  

Уровни управления (вид управленческой деятельности) определяются сложность решаемых задач. Чем сложнее задача, тем более высокий уровень управления требуется для её решения. При этом следует понимать, что более простых задач, требующих немедленного (оперативного) решения, возникает значительно большее количество, а значит и уровень управления для них нужен другой – более низкий, где принимаются решения оперативно. При управлении необходимо также учитывать динамику реализации принимаемых решений, что позволяет рассматривать управление под углом временного фактора.

Операционный (нижний) уровень управления обеспечивает решение многократно повторяющихся задач и операций и быстрое реагирование на изменения входной текущей информации. На этом уровне достаточно велики как объём выполняемых операций, так и динамика принятия управленческих решений. Этот уровень управления часто называют оперативным из-за необходимости быстрого реагирования на изменение ситуации. На уровне оперативного (операционного) управления большой объём занимают учётные задачи.

Функциональный (тактический) уровень управления обеспечивает решение задач, требующих предварительного анализа информации, подготовленной на первом уровне. На этом уровне большое значение приобретает такая функция управления, как анализ. Объем решаемых задач уменьшается, но возрастает их сложность. При этом не всегда удается выработать нужное решение оперативно, требуется дополнительное время на анализ, осмысление, сбор недостающих сведений и т.п. Управление связано с некоторой задержкой от момента поступления информации до принятия решений и их реализации, а также от момента реализации решений до получения реакции на них.

Стратегический уровень обеспечивает выработку управленческих решений, направленных на достижение долгосрочных стратегических целей организации. Поскольку результаты принимаемых решений проявляются спустя длительное время, особое значение на этом уровне имеет такая функция управления, как стратегическое планирование. Прочие функции управления на этом уровне в настоящее время разработаны недостаточно полно. Часто стратегический уровень управления называют стратегическим или долгосрочным планированием. Правомерность принятого на этом уровне решения может быть подтверждена спустя достаточно длительное время. Могут пройти месяцы или годы. Ответственность за принятие управленческих решений чрезвычайно велика и определяется не только результатами анализа с использованием математического и специального аппарата, но и профессиональной интуицией менеджеров.


Примеры информационных систем:

1. Информационная система по отысканию рыночных ниш.

При покупке товаров в некоторых фирмах информационная система регистрирует данные о покупателе, что позволяет:

• Определять группы покупателей, их состав и запросы, а затем ориентироваться в своей стратегии на наиболее многочисленную группу;
  
• Посылать потенциальным покупателям различные предложения, рекламу, напоминания;
  
• Предоставлять постоянным покупателям товары и услуги в кредит, со скидкой, с отсрочкой платежей.
  

2. Информационные системы, ускоряющие потоки товаров.

Предположим, фирма специализируется на поставках продуктов в определённое учреждение, например, в больницу. Как известно, иметь большие запасы продуктов на складах фирмы очень невыгодно, а не иметь их невозможно. Для того чтобы найти оптимальное решение этой проблемы, фирма устанавливает терминалы в обслуживаемом учреждении и подключает их к информационной системе. Заказчик прямо с терминала вводит свои пожелания по предоставляемому ему каталогу. Эти данные поступают в информационную систему по учету заказов.

Менеджеры, делая выборки по поступившим заказам, принимают оперативные управленческие решения по доставке заказчику нужного товара за короткий промежуток времени. Таким образом, экономятся огромные деньги на хранение товаров, ускоряется и упрощается поток товаров, отслеживаются потребности покупателей.

3. Информационные системы по снижению издержек производства.

Эти информационные системы, отслеживая все фазы производственного процесса, способствуют улучшению управления и контроля, более рациональному планированию и использованию персонала и, как следствие, снижение себестоимости производимой продукции и услуг.

4. Информационные системы автоматизации технологии («менеджмент уступок»).

Суть этой технологии состоит в том, что, если доход фирмы остаётся в рамках рентабельности, потребителю делаются разные скидки в зависимости от количества и длительности контрактов. В этом случае потребитель становится заинтересован во взаимодействии с фирмой, а фирма тем самым привлекает дополнительное число клиентов. Если же клиент не желает взаимодействовать с данной фирмой и переходит на обслуживание к другой, то его затраты могут возрасти из-за потери предоставляемых ему ранее скидок.


ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

1. Разработать информационную систему фирмы по сдаче автомобилей на прокат (выбрать основные функции и техническое обеспечение для их осуществления).

Вместе с группой: Информационная система, установленная в фирме по сдаче автомашин внаём, отслеживает местонахождение, стоимость и техническое состояние парка прокатных машин. Это позволяет минимизировать потери от простоя и пустого прогона для каждой машины, перераспределяя предложения согласно спросу. И т.д.


2. Разработать информационную систему учебного заведения (выбрать основные функции и техническое обеспечение для их осуществления).


3. Разработать информационную систему предприятия торговли (выбрать основные функции и техническое обеспечение для их осуществления).