Logo GenDocs.ru


Поиск по сайту:  


Лекции по информатике - файл all lec.doc


Лекции по информатике
скачать (398.8 kb.)

Доступные файлы (1):

all lec.doc1495kb.21.01.2007 21:18скачать

содержание

all lec.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14
Реклама MarketGid:

Базовые понятия информатики. Понятие «Информатика» и «Информация» 3

Информация 4

Знание 7

Информационные технологии 8

Понятие алгоритма. Свойства и классы алгоритмов. Формы представления алгоритмов 10

Понятие алгоритма. Базовые алгоритмические структуры 14

Представление данных в памяти персонального компьютера. 17

Принципы обработки программных кодов 21

Компиляторы 22

Интерпретатор 22

Язык С. История развития. Основные свойства языка 24

Отличительные особенности языка C 24

Элементы языка C 26

Базовые типы данных 32

Структура программы на C++ 35

Директива #include 36

Использование void 37

Инструкция return 37

Описание переменных 38

Обработка данных. Операторы 39

Арифметические операторы 39

Приоритет операторов и порядок вычислений 40

Используемые алгоритмы обработки данных 42

Аккумуляторы 44

Преобразования типов данных 45

Функции языка C++ 47

Декларации и дефиниции функций 47

Формальные и фактические параметры. Вызов функций 48

Возврат функцией значений 48

Переменные в функциях 49

Автоматические (локальные) переменные 50

Внешние (глобальные) переменные 50

Статические переменные 51

Передача параметров по значению 52

Передача параметров по ссылке 53

Значения параметров по умолчанию 54

Перегрузка функций 55

Рекурсия 56

Встроенные функции 57

Обработка символьных данных 59

Вывод в C/C++ 59

Функция puts() 59

Функция putchar() 60

Функция printf() 60

Выбор правильных средств вывода информации 63

Вывод в Си++ 64

Ввод в C/C++ 64

Функция gets() 64

Функция getchar() 66

Функция scanf() 67

Выбор соответствующих средств ввода данных 68

Ввод в Си++ 69

Управляющие структуры 69

Структуры выбора (if / else) 69

Структуры выбора (switch/case/default) 72

Структуры повторения (циклы) 73

Использование цикла for 73

Использование цикла do...while (постусловие) 74

Использование цикла while (предусловие) 75

Операторы передачи управления 75

Оператор безусловного перехода goto 75

Оператор break 76

Оператор continue 76

Препроцессор языка Си 77

Массивы 78

Объявление переменной массива 78

Использование индексной переменной 79

Инициализация массива при объявлении 79

Передача массивов в функции 80

Использование констант при объявлении массивов 82

Символьные строки 82

Массивы строк 85

Алгоритмы сортировки массива 86

Поиск заданного элемента в массиве 91

Указатели 93

Объявление указателя 93

Указатели на массивы 95

Операции над указателями 97

Указатели на строку 97

Указатели на функцию 98

Функции, возвращающие указатель 98

Указатели на многомерные массивы 99

Массивы указателей 99

Динамическое распределение памяти 101

Структуры данных 105

Реализация одних структур на базе других 105

Очередь 106

Операции над очередями 107

Стек 108

Операции над стеками 109

Ссылочные реализации структур данных 112

Списки 112

Операции над списками 114
^

Базовые понятия информатики. Понятие «Информатика» и «Информация»



Информатика — это комплексная, техническая наука, которая изучает и систематизирует законы и приемы создания, сохранения, воспроизведения, получения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ними.

Термин "информатика" происходит от французского слова Informatique и образован из двух слов: информация и автоматика. Термин информация произошел от латинского слова informatio — разъяснение, осведомление.
Появление информатики обусловлено возникновением и распространением новой технологии сбора, обработки и передачи информации, связанной с фиксацией данных на машинных носителях.
Предмет информатики как науки составляют:

  • аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;

  • программное обеспечение средств вычислительной техники;

  • средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;

  • средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.

Средства взаимодействия в информатике принято называть интерфейсом. Поэтому средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения иногда называют также программно-аппаратным интерфейсом, а средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами — интерфейсом пользователя.
^ Задачи информатики как науки составляют:

  • изучить структуру, общие свойства информации, исследовать законы и методы создания, преобразования, накопления, передачи и использования информации.

  • систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники. Цель систематизации состоит в том, чтобы выделять, внедрять и развивать передовые, более эффективные технологии автоматизации этапов работы с данными, а также методически обеспечивать новые технологические исследования.


В рамках информатики, как технической науки можно сформулировать понятия информации, информационной системы и информационной технологии.
Можно сказать, что решение каждой задачи с помощью вычислительной машины включает запись информации в память, извлечение информации из памяти и манипулирование информацией.
^ Данные (data)— это такое же первоначальное понятие, как, скажем, в математике "точка": попытка дать определение начальным понятиям приводит к необходимости дополнительно определять использованные термины. Итак, будем считать, что данные — это любой набор символов и представляемых ими записей, изображений, сигналов как носителей информации, рассматриваемый безотносительно к их содержательному смыслу.
^ Пример данных:

812, 930, 944.

(для человека это ничего не значит, если нет объяснения, что обозначают эти цифры).

01000001 01101100 01101100 01100001

(для человека это ничего не значит, но в ASCII – это слово Alla).
Во время информационного процесса данные преобразовываются из одного вида в другого с помощью методов. Обработка данных включает в себя множество разных операций. Основные операции есть:

  • сбор данных — накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решения;

  • формализация данных — приведение данных, которые поступают из разных источников к единой форме;

  • фильтрация данных — устранение лишних данных, которые не нужны для принятия решений;

  • сортировка данных — приведение в порядок данных за заданным признаком с целью удобства использования;

  • архивация данных — сохранение данных в удобной и доступной форме;

  • защита данных — комплекс мер, направленных на предотвращение потерь, воспроизведения и модификации данных;

  • транспортирование данных — прием и передача данных между отдаленными пользователями информационного процесса. Источник данных принято называть сервером, а потребителя — клиентом;

  • преобразование данных — преобразование данных с одной формы в другую, или с одной структуры в другую, или изменение типа носителя.



Информация


Информация (information)— это данные, сопровождающиеся смысловой нагрузкой.

При этом, очевидно, то, что для одних является данными, для других вполне может быть информацией. Но всегда можно точно сказать, что нужно предпринять для того, чтобы те или иные данные стали информативными для наибольшей аудитории: их нужно снабдить смысловым содержанием. Чем более полным будет это содержание, тем более информативной будет соответствующее сообщение.

Информация (в системе, о системе) по отношению к окружающей среде (окружению) бывает трех типов: входная, выходная и внутренняя.

Входная информация - та, которую система воспринимает от окружающей среды. Такого рода информация называется входной информацией (по отношению к системе).

Выходная информация (по отношению к окружающей среде) - та, которую система выдает в окружающую среду.

Внутренняя, внутрисистемная информация (по отношению к данной системе) - та, которая хранится, перерабатывается, используется только внутри системы, актуализируется лишь подсистемами системы.

Информация по отношению к конечному результату проблемы бывает:

  • исходная (на стадии начала использования актуализации этой информации);

  • промежуточная (на стадии от начала до завершения актуализации информации);

  • результирующая (после использования этой информации, завершения ее актуализации).

Информация (по ее изменчивости при актуализации) бывает:

  • постоянная (не изменяемая никогда при ее актуализации);

  • переменная (изменяемая при актуализации);

  • смешанная - условно-постоянная (или условно-переменная).

  • Возможна также классификация информации и по другим признакам:

  • по стадии использования (первичная, вторичная);

  • по полноте (избыточная, достаточная, недостаточная);

  • по отношению к цели системы (синтаксическая, семантическая, прагматическая);

  • по отношению к элементам системы (статическая, динамическая);

  • по отношению к структуре системы (структурная, относительная);

  • по отношению к управлению системой (управляющая, советующая, преобразующая);

  • по отношению к территории (федеральная, региональная, местная, относящая к юридическому лицу, относящаяся к физическому лицу);

  • по доступности (открытая или общедоступная, закрытая или конфиденциальная);

  • по предметной области, по характеру использования (статистическая, коммерческая, нормативная, справочная, научная, учебная, методическая и т.д., смешанная) и другие.


Информация существует в виде документов, чертежей, рисунков, текстов, звуковых и световых сигналов, электрических и нервных импульсов и т.п..

Основные свойства информации (и сообщений):

  • полнота (содержит все необходимое для понимания информации);

  • актуальность (необходимость) и значимость (сведений);

  • ясность (выразительность сообщений на языке интерпретатора);

  • адекватность, точность, корректность интерпретации, приема и передачи;

  • интерпретируемость и понятность интерпретатору информации;

  • достоверность (отображаемого сообщениям);

  • избирательность;

  • адресность;

  • конфиденциальность;

  • информативность и значимость (отображаемых сообщений);

  • массовость (применимость ко всем проявлениям);

  • кодируемость и экономичность (кодирования, актуализации сообщений);

  • сжимаемость и компактность;

  • защищенность и помехоустойчивость;

  • доступность (интерпретатору, приемнику);

  • ценность (предполагает достаточный уровень потребителя).


Пример информации: 812 рублей, 930 рублей, 944 рубля.

Более информативное сообщение: 812 рублей, 930 рублей, 944 рубля — цены на бальзам после бритья.

^ Ещё более информативное: 812 рублей, 930 рублей, 944 рубля — цены на бальзам после бритья "Dune", 100 мл. в Москве.

Информация - это некоторая последовательность сведений, знаний, которые актуализируемы (получаемы, передаваемы, преобразуемы, сжимаемы, регистрируемы) с помощью некоторых знаков символьного, образного, жестового, звукового, сенсомоторного типа.

Информация - это данные, рассматриваемые с учетом некоторой их семантической сущности.

В итоге мы имеем следующую простую формулу:

информация = данные + смысл
Методы получения и использования информации можно разделить на три группы, иногда разграничиваемые лишь условно:

  1. эмпирические методы или методы получения эмпирической информации (эмпирических данных);

  2. теоретические методы или методы получения теоретической информации (построения теорий);

  3. эмпирико-теоретические методы (смешанные, полуэмпирические) или методы получения эмпирико-теоретической информации.

Охарактеризуем кратко эмпирические методы:

  1. Наблюдение - сбор первичной информации или эмпирических утверждений о системе (в системе).

  2. Сравнение - установление общего и различного в исследуемой системе или системах.

  3. Измерение - поиск, формулирование эмпирических фактов.

  4. Эксперимент - целенаправленное преобразование исследуемой системы (систем) для выявления ее (их) свойств.

Кроме классических форм их реализации, в последнее время используются и такие формы как опрос, интервью, тестирование и другие.

Охарактеризуем кратко эмпирико-теоретические методы.

  1. Абстрагирование - установление общих свойств и сторон объекта (или объектов), замещение объекта или системы ее моделью. Абстракция в математике понимается в двух смыслах: а) абстракция, абстрагирование - метод исследования некоторых явлений, объектов, позволяющий как выделить основные, наиболее важные для исследования свойства, стороны исследуемого объекта или явления, так и игнорировать несущественные и второстепенные; б) абстракция - описание, представление объекта (явления), получаемое с помощью метода абстрагирования; особо важно в информатике такое понятие как абстракция потенциальной осуществимости, которое позволяет нам исследовать конструктивно объекты, системы с потенциальной осуществимостью (т.е. они могли бы быть осуществимы, если бы не было ограничений по ресурсам); используются и абстракция актуальной бесконечности (существования бесконечных, неконструктивных множеств, систем и процессов), а также абстракция отождествления (возможности отождествления любых двух одинаковых букв, символов любого алфавита, объектов, независимо от места их появления в словах, конструкциях, хотя их информационная ценность при этом может быть различна).

  2. Анализ - разъединение системы на подсистемы с целью выявления их взаимосвязей.

  3. Декомпозиция - разъединение системы на подсистемы с сохранением их взаимосвязей с окружением.

  4. Синтез - соединение подсистем в систему с целью выявления их взаимосвязей.

  5. Композиция - соединение подсистем в систему с сохранением их взаимосвязей с окружением.

  6. Индукция - получение знания о системе по знаниям о подсистемах; индуктивное мышление: распознавание эффективных решений, ситуаций и затем проблем, которые оно может разрешать.

  7. Дедукция - получение знания о подсистемах по знаниям о системе; дедуктивное мышление: определение проблемы и затем поиск ситуации, его разрешающей.

  8. Эвристики, использование эвристических процедур - получение знания о системе по знаниям о подсистемах системы и наблюдениям, опыту.

  9. Моделирование (простое моделирование) и/или использование приборов - получение знания об объекте с помощью модели и/или приборов; моделирование основывается на возможности выделять, описывать и изучать наиболее важные факторы и игнорировать при формальном рассмотрении второстепенные.

  10. Исторический метод - поиск знаний о системе путем использования ее предыстории, реально существовавшей или же мыслимой, возможной (виртуальной).

  11. Логический метод - метод поиска знаний о системе путем воспроизведения ее некоторых подсистем, связей или элементов в мышлении, в сознании.

  12. Макетирование - получение информации по макету объекта или системы, т.е. с помощью представления структурных, функциональных, организационных и технологических подсистем в упрощенном виде, сохраняющем информацию, которая необходима для понимания взаимодействий и связей этих подсистем.

  13. Актуализация - получение информации с помощью активизации, инициализации смысла, т.е. переводом из статического (неактуального) состояния в динамическое (актуальное) состояние; при этом все необходимые связи и отношения (открытой) системы с внешней средой должны быть учтены (именно они актуализируют систему).

  14. Визуализация - получение информации с помощью наглядного или визуального представления состояний актуализированной системы; визуализация предполагает возможность выполнения в системе операции типа "передвинуть", "повернуть", "укрупнить", "уменьшить", "удалить", "добавить" и т.д. (как по отношению к отдельным элементам, так и к подсистемам системы). Это метод визуального восприятия информации.

Кроме указанных классических форм реализации теоретико-эмпирических методов, в последнее время часто используются и такие формы как мониторинг (система наблюдений и анализа состояний системы), деловые игры и ситуации, экспертные оценки (экспертное оценивание), имитация (подражание), верификация (сопоставление с опытом и заключение об обучении) и другие формы.

Охарактеризуем кратко теоретические методы.

  1. Восхождение от абстрактного к конкретному - получение знаний о системе на основе знаний о ее абстрактных проявлениях в сознании, в мышлении.

  2. Идеализация - получение знаний о системе или о ее подсистемах путем мысленного конструирования, представления в мышлении систем и/или подсистем, не существующих в действительности.

  3. Формализация - получение знаний о системе с помощью знаков или же формул, т.е. языков искусственного происхождения, например, языка математики (или математическое, формальное описание, представление).

  4. Аксиоматизация - получение знаний о системе или процессе с помощью некоторых, специально для этого сформулированных аксиом и правил вывода из этой системы аксиом.

  5. Виртуализация - получение знаний о системе созданием особой среды, обстановки, ситуации (в которую помещается исследуемая система и/или ее исследующий субъект), которую реально, без этой среды, невозможно реализовать и получить соответствующие знания.



Знание


Знание — зафиксированная и проверенная практикой информация, которая может многократно использоваться людьми для решения тех или иных задач

^ Пример знания:

Цены на бальзам после бритья "Dune", 100 мл. 8 апреля 2000 г. (по Москве)

-------------------------------------------------------------------------

В салоне Christian Dior (Тверская ул.): 812 рублей;

В салоне Rivoli (Торговый комплекс на Манежной площади): 930 рублей;

В салоне Л'Этуаль (Рамстор на Молодёжной): 944 рубля.
Сравнительная информация (знание) позволяет принимать решения. Причём покупатель может принять решение о покупке товара по более подходящей для него цене (при этом могут подключаться знания о качестве сервиса — сравнение информации; знания о надёжности торговой компании — сравнение информации о том, где могут продавать качественную, а где — поддельную продукцию и т. д.). Если решение принимает представитель торговой компании, то знания о конкурентах могут ему позволить более выгодно вести бизнес. Важно подчеркнуть, что каждый раз знание получается именно на основе сравнения информации.

В итоге мы имеем следующую простую формулу:

знание = информация + сравнение
Обработкой знаний занимаются системы искусственного интеллекта.
^ Информационная система — взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемая для сохранения, обработки и выдачи информации с целью решения конкретной задачи. Современное понимание информационной системы предусматривает использование компьютера как основного технического средства обработки информации. Компьютеры, оснащенные специализированными программными средствами, являются технической базой и инструментом информационной системы.

В работе информационной системы можно выделить следующие этапы:

1. Зарождение данных — формирование первичных сообщений, которые фиксируют результаты определенных операций, свойства объектов и субъектов управления, параметры процессов, содержание нормативных и юридических актов и т.п..

2. Накопление и систематизация данных — организация такого их размещения, которое обеспечивало бы быстрый поиск и отбор нужных сведений, методическое обновление данных, защита их от искажений, потери, деформирование целостности и др.

3. Обработка данных — процессы, вследствие которых на основании прежде накопленных данных формируются новые виды данных: обобщающие, аналитические, рекомендательные, прогнозные.

Производные данные тоже можно обрабатывать, получая более обобщенные сведения.

4. Отображение данных — представление их в форме, пригодной для восприятия человеком. Прежде всего — это вывод на печать, то есть создание документов на так называемых твердых (бумажных) носителях. Широко используют построение графических иллюстративных материалов (графиков, диаграмм) и формирование звуковых сигналов.
Подавляющее большинство информационных систем работает в режиме диалога с пользователем.

Типичные программные компоненты информационных систем включают: диалоговую подсистему ввода—вывода, подсистему, которая реализует логику диалога, подсистему прикладной логики обработки данных, подсистему логики управления данными. Для сетевых информационных систем важным элементом является коммуникационный сервис, обеспечивающий взаимодействие узлов сети при общем решении задачи. Значительная часть функциональных возможностей информационных систем закладывается в системном программном обеспечении: операционных системах, системных библиотеках и конструкциях инструментальных средств разработки. Кроме программной составной информационных систем важную роль играет информационная составная, которая задает структуру, атрибутику и типы данных, а также тесно связана с логикой управления данными.


^

Информационные технологии


В широком смысле слово технология — это способ освоения человеком материального мира с помощью социально организованной деятельности, которая включает три компоненты: информационную (научные принципы и обоснование), материальную (орудие работы) и социальную (специалисты, имеющие профессиональные навыки). Эта триада составляет сущность современного понимания понятия технологии.

Понятие информационной технологии появилось с возникновением информационного общества, основой социальной динамики в котором являются не традиционные материальные, а информационные ресурсы: знания, наука, организационные факторы, интеллектуальные способности, инициатива, творчество и т.д. К сожалению, это понятие настолько общее и всеохватывающее, что до сих пор специалисты не пришли к четкой, формализованной формулировке. Наиболее удачным определением понятия информационной технологии дано академиком Глушковым В.М., который трактовал ее как человеко-машинную технологию сбора, обработки и передачи информации, которая основывается на использовании вычислительной техники.

Эта технология быстро развивается, охватывая все виды общественной деятельности: производство, управление, науку, образование, финансово—банковские операции, медицину, быт и др.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14

Реклама:





Скачать файл (398.8 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru