Содержание курса
Тема 1. Введение в дисциплину. Информационная деятельность человека
Лекция 1. 1. Основные этапы развития информационного общества. Этапы развития технических средств и информационных ресурсов. 2. Правовые нормы, относящиеся к информации, правонарушения в информационной сфере, меры их предупреждения. Электронное правительство.
0/6
Тема 4. Технологии создания и преобразования информационных объектов
0/1
Тема 6. Настройка ОС
Тема 7. Сети
Тема 8. Создание презентаций
0/1
УрГЭУ-СИНХ (Колледж)
Об уроке

1. Подходы к понятию информации и измерению информации. Информационные объекты различных видов. Универсальность дискретного (цифрового) представления информации. Представление информации в двоичной системе счисления.

2. Основные информационные процессы и их реализация с помощью компьютеров: обработка, хранение, поиск и передача информации.

2.1. Принципы обработки информации компьютером. Арифметические и логические основы работы компьютера. Алгоритмы и способы их описания.

2.2. Хранение информационных объектов различных видов на различных цифровых носителях. Определение объемов различных носителей информации. Архив информации.

3.Управление процессами. Представление об автоматических и автоматизированных системах управления в социально-экономической сфере деятельности.


Информация — это сведения, знания об окружающем мире, которые являются объектом хранения, преобразования, переда­чи и использования. Информация различается по предметному содержанию; по виду обслуживаемой человеческой деятельности она делится на научную, техническую, производственную, управленческую, экономическую, правовую, социальную и т. д. Использование информации в управлении и самоуправлении опирается на наличие связи между объектами системы, источни­ками информации и ее получателями.

Информация может быть представлена в различных формах. В информатике рассматривают две формы представления ин­ формации: аналоговую (непрерывную) и дискретную. Техниче­ские средства обработки информации соответственно делятся на аналоговые и цифровые. Персональный компьютер обрабатыва­ет информацию в дискретной форме. Машинная информация представляется в двоичном коде, в виде последовательности ну­лей и единиц. Один такой символ составляет минимальную еди­ницу информации 1 бит. Последовательность из 8 бит называет­ся байтом. Более крупные единицы информации — производ­ные от байта: 1 Кбайт (1024 байта), 1 Мбайт (10242 байта), 1 Гбайт (10243байта).

Целевая функция информации (ее прагматический аспект) ха­рактеризуется способностью влиять на процессы управления, на соответствующее целям управления поведение людей. С этой точки зрения к свойствам информации относятся:
• полезность (относительно конкретной информационной системы);
• полнота;
• достоверность —уменьшается с уменьшением полноты ин­формации;
• новизна — с течением времени информация стареет;
• ценность — самая ценная информация — достаточно по­лезная, полная, достоверная и новая.

Необходимость хранения и обработки огромных объемов ин­формации сделала нецелесообразным использование традицион­ных ее носителей. Так, информация, хранящаяся в виде печат­ных изданий, занимает слишком много места. Кроме того, в библиотечных системах значительно затруднен поиск нужных сведений. Поэтому для хранения информации в основном ис­пользуются ее машинные носители.

Файл — это именованная область внешней памяти опреде­ленной длины, где записана однородная информация. В соот­ветствии с типом информации различают файлы: программные, данных, текстовые и др.

В большинстве случаев расширение указывает на характер информации в файле, поэтому расширение называют типом файла.

Целый ряд расширений является стандартным — например, три расширения говорят о том, что содержимое этих файлов стоит интерпретировать как команды для компьютера:
.ехе — выполняемый файл;
.сот —команда;
.bat — пакет команд.

Часто операционная система работает не с одним файлом, а с целой группой. В этом случае в командах используется груп­ повое имя, или маска.
В маске символ «*» задает любую последовательность симво­лов, «?» заменяет любой один символ.

*.doc — все файлы, созданные в текстовом редакторе;
С:\*.* — все файлы в корневом каталоге диска С:.

Аналоговая информация характеризуется плавным изменением ее параметров. Основные параметры наиболее простых синусоидальных аналоговых сигналов могут непрерывно и плавно меняться.

Дискретная информация базируется на ряде фиксированных уровней представления заданных параметров, взятых в определенные промежутки времени. Если этих уровней много, можно говорить о цифровом представлении информации, то есть когда в определенные дискретные моменты они принимают конкретные дискретные значения. К счастью, аналоговую информацию легко преобразовать в цифровую. Это делают так называемые аналого-цифровое преобразователи (АЦП). Обратное преобразование обеспечивают цифроаналоговые преобразователи (ЦАП).

В качестве носителей аналоговой информации могут использоваться различные физические величины, принимающие различные значения на некотором интервале, например, электрический ток, радиоволна и т.д. При дискретизации, то есть при преобразовании непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений в форме кодов, за основу берется какое-либо конкретное значение, а любые другие, отличающиеся от нормы, просто игнорируются.

Какие устройства можно отнести к аналоговым, а какие – к дискретным?

Аналоговыми устройствами являются:

· Телевизор — луч кинескопа непрерывно перемещается по экрану, чем сильнее луч, тем ярче светится точка, в которую он попадает; изменение свечения точек происходит плавно и непрерывно;

· Проигрыватель грампластинок – чем больше высота неровностей на звуковой дорожке, тем громче звучит звук;

· Телефон – чем громче мы говорим в трубку, тем выше сила тока, проходящего по проводам, тем громче звук, который слышит собеседник.

· К дискретным устройствам относятся:

· Монитор – яркость луча изменяется не плавно, а скачкообразно (дискретно). Луч либо есть, либо его нет. Если луч есть, то мы видим яркую точку (белую или цветную). Если луча нет, мы видим черную точку. Поэтому изображение на экране монитора получается более четким, чем на экране телевизора;

· Проигрыватель аудиокомпакт-дисков – звуковая дорожка представлена участками с разной отражающей способностью;

· Струйный принтер – изображение состоит из отдельных точек разного цвета.

Человек, благодаря своим органам чувств, привык иметь дело с аналоговой информацией, а в компьютере информация представлена в цифровом виде. Преобразование графической и звуковой информации из аналоговой формы в дискретную производится путем дискретизации, то есть разбиения непрерывного графического изображения или звукового сигнала на отдельные элементы.

Дискретизация – это преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений в форме кодов.

При передаче дискретных данных по каналам связи применяются два основных типа физического кодирования – на основе синусоидального несущего сигнала и на основе последовательности прямоугольных импульсов.

Первый способ часто называется также модуляцией или аналоговой модуляцией, подчеркивая тот факт, что кодирование осуществляется за счет изменения параметров аналогового сигнала.

Второй способ обычно называют цифровым кодированием. Эти способы отличаются шириной спектра результирующего сигнала и сложностью аппаратуры, необходимой для их реализации.

В настоящее время все чаще данные, изначально имеющие аналоговую форму (речь, телевизионное изображение), передаются по каналам связи в дискретном виде, то есть в виде последовательности единиц и нулей. Процесс представления аналоговой информации в дискретной форме называется дискретной модуляцией. Аналоговая модуляция применяется для передачи дискретных данных по каналам с узкой полосой частот, типичным представителем которых является канал тональной частоты (телефонная сеть).

В простых вычислительных машинах, таких, как цифровые электромеханические или аналоговые, перенастройка на различные задачи осуществлялась с помощью изменения системы связей между элементами на специальной коммутационной панели. В современных универсальных компьютерах такие изменения производятся с помощью запоминания в специальном устройстве, накапливающем информацию, той или иной программы ее работы.

В отличие от аналоговых машин, оперирующих непрерывной информацией, современные компьютеры имеют дело с дискретной информацией, на входе и выходе которых в качестве такой информации могут выступать любые последовательности десятичных цифр, букв, знаков препинания и других символов. Внутри системы эта информация кодируется в виде последовательности сигналов, принимающих лишь два различных значения.

В то время как возможности аналоговых машин ограничены преобразованиями строго ограниченных типов сигналов, современные компьютеры обладают свойством универсальности, иными словами, компьютер может производить преобразования любых буквенно-цифровых данных благодаря программе, составленной для выполнения той или иной задачи. Эта способность компьютера достигается за счет универсальности его системы команд, то есть элементарных преобразований информации.

Свойство универсальности компьютера не ограничивается возможностью оперирования одной лишь буквенно-цифровой информацией. В данном виде может быть представлена (закодирована) любая дискретная информация, а также – с любой заданной степенью точности – произвольная непрерывная информация. Таким образом, компьютеры могут рассматриваться как универсальные преобразователи информации. Свойство универсальности современных компьютеров открывает возможность моделирования с их помощью любых других преобразователей информации, в том числе любых мыслительных процессов.

Технологии цифровой обработки акустических сигналов и изображений находят все более широкое применение в различных областях, в частности при идентификации пользователей или для построения многоуровневых систем защиты. Вместе с тем в перечне основных предъявляемым к соответствующим системам требований на первом месте стоит универсальность, быстрота и эффективность выполнения различных процедур обработки на основе использования стандартных недорогих технических средств, входящих в комплект традиционной офисной техники и компьютерной телефонии: ПК, сканера, принтера, звуковой платы, модема. Для реализации таких систем нужны подходы, позволяющие обрабатывать акустический сигнал и речь.

Практически 80% информации человек получает через зрение, что означает доминирование зрительных рецепторов в жизнедеятельности человека. Вся информация в аппарате мышления человека сохраняется в виде образов, причем в этом образе сконцентрирована информация, полученная всеми рецепторами человека. Можно сделать вывод, что информация в памяти человека хранится в виде графических объектов. Развивая гипотезу о том, что любая информация, получаемая человеком извне, проходит стадию преобразования в изображения с последующей их целенаправленной обработкой, можно вывести последовательность процедур, пригодную для реализации в автоматизированных системах обработки данных различного рода, в том числе и в речи:

1. Предобработка, когда независимо от вида полученной информации осуществляется ее преобразование к общему виду первичных описаний в виде двухмерных матриц данных, имеющих неотрицательные значения, которые можно рассматривать как изображения, образы;

2. Обработка предполагает, что на основе каких-либо общих принципов, методов и алгоритмов осуществляются преобразования полученных первичных данных для достижения поставленных целей (сжатие, «шум очистка», сравнение, распознавание и др.);

3. Получение новых знаний и принятие решений основываются на заключении из характера и вида полученной из внешнего мира информации, а также результатов ее обработки для выполнения конкретных действий в соответствии с общей стратегией поведения человека.

Практическая значимость этой гипотезы состоит в том, что интеллектуальные возможности человека по анализу и обработке визуальной информации, а также наработанный научный потенциал в области восстановления, распознавания и обработки изображений можно распространить сегодня на существующие технологии обработки информации иного рода, в том числе на акустические сигналы и речь.

Люди воспринимают пространство как «глубину», и изображения, формируемые мысленным взором, представляются им трехмерными. Однако в точных дисциплинах редко применяется обработка трехмерных изображений, что объясняется очевидными техническими трудностями работы с ними, а также недостаточным пониманием природы процесса восприятия изображений. В большинстве практических приложений исследователи имеют дело с квазитрехмерными изображениями, когда по двум известным параметрам, например, частоте и времени, строится некая двухмерная матрица, значения которой определяются значениями третьего известного параметра, например, мощностью и амплитудой рассчитанного мгновенного спектра.

Представление информации в двоичной системе счисления.

В двоичной системе счисления используются всего две цифры 0 и 1. Другими словами, двойка является основанием двоичной системы счисления. (Аналогично у десятичной системы основание 10.)

Чтобы научиться понимать числа в двоичной системе счисления, сначала рассмотрим, как формируются числа в привычной для нас десятичной системе счисления.

В десятичной системе счисления мы располагаем десятью знаками-цифрами (от 0 до 9). Когда счет достигает 9, то вводится новый разряд (десятки), а единицы обнуляются и счет начинается снова. После 19 разряд десятков увеличивается на 1, а единицы снова обнуляются. И так далее. Когда десятки доходят до 9, то потом появляется третий разряд – сотни.

Двоичная система счисления аналогична десятичной за исключением того, что в формировании числа участвуют всего лишь две знака-цифры: 0 и 1. Как только разряд достигает своего предела (т.е. единицы), появляется новый разряд, а старый обнуляется.

Перевод чисел из двоичной системы счисления в десятичную

Не трудно заметить, что в двоичной системе счисления длины чисел с увеличением значения растут быстрыми темпами. Как определить, что значит вот это: 10001001? Непривычный к такой форме записи чисел человеческий мозг обычно не может понять сколько это. Неплохо бы уметь переводить двоичные числа в десятичные.

В десятичной системе счисления любое число можно представить в форме суммы единиц, десяток, сотен и т.д. Например:

1476 = 1000 + 400 + 70 + 6

Можно пойти еще дальше и разложить так:

1476 = 1 * 103 + 4 * 102 + 7 * 101 + 6 * 100

Посмотрите на эту запись внимательно. Здесь цифры 1, 4, 7 и 6 — это набор цифр из которых состоит число 1476. Все эти цифры поочередно умножаются на десять возведенную в ту или иную степень. Десять – это основание десятичной системы счисления. Степень, в которую возводится десятка – это разряд цифры за минусом единицы.

Аналогично можно разложить и любое двоичное число. Только основание здесь будет 2:

10001001 = 1*27 + 0*26 + 0*25 + 0*24 + 1*23 + 0*22 + 0*21 + 1*20

Если посчитать сумму составляющих, то в итоге мы получим десятичное число, соответствующее 10001001:

1*27 + 0*26 + 0*25 + 0*24 + 1*23 + 0*22 + 0*21 + 1*20 = 128 + 0 + 0 + 0 + 8 + 0 + 0 + 1 = 137

Т.е. число 10001001 по основанию 2 равно числу 137 по основанию 10. Записать это можно так:

100010012 = 13710

Почему двоичная система счисления так распространена? Дело в том, что двоичная система счисления – это язык вычислительной техники. Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе. Если это десятичная система, то придется создать такое устройство, которое может быть в десяти состояниях. Это сложно. Проще изготовить физический элемент, который может быть лишь в двух состояниях (например, есть ток или нет тока). Это одна из основных причин, почему двоичной системе счисления уделяется столько внимания.

Перевод десятичного числа в двоичное

Может потребоваться перевести десятичное число в двоичное. Один из способов – это деление на два и формирование двоичного числа из остатков. Например, нужно получить из числа 77 его двоичную запись:

77 / 2 = 38 (1 остаток)

38 / 2 = 19 (0 остаток)

19 / 2 = 9 (1 остаток)

9 / 2 = 4 (1 остаток)

4 / 2 = 2 (0 остаток)

2 / 2 = 1 (0 остаток)

1 / 2 = 0 (1 остаток)

Собираем остатки вместе, начиная с конца: 1001101. Это и есть число 77 в двоичном представлении. Проверим:

1001101 = 1*26 + 0*25 + 0*24 + 1*23 + 1*22 + 0*21 + 1*20 = 64 + 0 + 0 + 8 + 4 + 0 + 1 = 77

К достоинству двоичной системы счисления относится – простота совершаемых операций, возможность автоматической обработки информации с использованием двух состояний элементов ПК и операцию сдвиг

Кодирование – это операция преобразования знаков или групп знаков одной знаковой системы в знаки или группы знаков другой знаковой системы.

Декодирование – расшифровка кодированных знаков, преобразование кода символа в его изображение

Двоичное кодирование – кодирование информации в виде 0 и 1

Способы кодирования и декодирования информации в компьютере, в первую очередь, зависит от вида информации, а именно, что должно кодироваться:

· числа

· символьная информация (буквы, цифры, знаки)

· графические изображения

· звук

Двоичное кодирование чисел

Для записи информации о количестве объектов используются числа.

Числа записываются с использованием особых знаковых систем, которые называют системами счисления.

100 → 11001002

Система счисления – совокупность приемов и правил записи чисел с помощью определенного набора символов.

Все системы счисления делятся на две большие группы:

ПОЗИЦИОННЫЕ: Количественное значение каждой цифры числа зависит от того, в каком месте (позиции или разряде) записана та или иная цифра. (Например:0,7 70)

НЕПОЗИЦИОННЫЕ: Количественное значение цифры числа не зависит от того, в каком месте (позиции или разряде) записана та или иная цифра.(XIX)

Двоичное кодирование текста

Кодирование – присвоение каждому символу десятичного кода от 0 до 255 или соответствующего ему двоичного кода от 00000000 до 11111111

Присвоение символу определенного кода – это вопрос соглашения, которое фиксируется в кодовой таблице.

В качестве международного стандарта была принята кодовая таблица ASCII (American Standard Code for Information Interchange) :

· Коды с 0 по 32 (первые 33 кода) — коды операций (перевод строки, ввод пробела, т.е. соответствуют функциональным клавишам);

· Коды с 33 по 127 – интернациональные, соответствуют символам латинского алфавита, цифрам, знакам арифметических операций, знакам препинания;

· Коды с 128 по 255 – национальные, т.е. кодировка национального алфавита.

На 1 символ отводится 1 байт (8 бит), всего можно закодировать 28 = 256 символов

С 1997 года появился новый международный стандарт Unicode, который отводит для кодировки одного символа 2 байта (16 бит), и можно закодировать 65536 различных символов (Unicode включает в себя все существующие, вымершие и искусственно созданные алфавиты мира, множество математических, музыкальных, химических и прочих символов)

В настоящий момент существует пять кодировок кириллицы: КОИ-8, CP1251, CP866, ISO, Mac. Для преобразования текстовых документов из одной кодировки в другую существуют программы, которые называются Конверторы.

Двоичное кодирование графики

Кодирование графической информации

Пространственная дискретизация – перевод графического изображения из аналоговой формы в цифровой компьютерный формат путем разбивания изображения на отдельные маленькие фрагменты (точки) где каждому элементу присваивается код цвета.

Пиксель – min участок изображения на экране, заданного цвета

Растровое изображение формируется из отдельных точек — пикселей, каждая из которых может иметь свой цвет. Двоичный код изображения, выводимого на экран храниться в видеопамяти. Кодирование рисунка растровой графики напоминает – мозаику из квадратов, имеющих определенный цвет

Качество кодирования изображения зависит от:

1) размера точки (чем меньше её размер, тем больше кол-во точек в изображении);

2) количества цветов (чем большее кол-во возможных состояний точки, тем качественнее изображение) Палитра цветов – совокупность используемого набора цвета

Качество растрового изображения зависит от:

1) разрешающей способности монитора – кол-во точек по вертикали и горизонтали.

2) используемой палитры цветов (16, 256, 65536 цветов)

3) глубины цвета – количество бит для кодирования цвета точки

Для хранения черно-белого изображения используется 1 бит.

Цветные изображения формируются в соответствии с двоичным кодом цвета, который хранится в видеопамяти. Цветные изображения имеют различную глубину цвета. Цветное изображение на экране формируется за счет смешивания трех базовых цветов – красного, зеленого и синего. Для получения богатой палитры базовым цветам могут быть заданы различные интенсивности.

Двоичное кодирование звука

В аналоговой форме звук представляет собой волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. На компьютере работать со звуковыми файлами начали с начала 90-х годов. В основе кодирования звука с использованием ПК лежит – процесс преобразования колебаний воздуха в колебания электрического тока и последующая дискретизация аналогового электрического сигнала. Кодирование и воспроизведение звуковой информации осуществляется с помощью специальных программ (редактор звукозаписи). Качество воспроизведения закодированного звука зависит от – частоты дискретизации и её разрешения (глубины кодирования звука — количество уровней)

Временная дискретизация – способ преобразования звука в цифровую форму путем разбивания звуковой волны на отдельные маленькие временные участки, где амплитуды этих участков квантуются (им присваивается определенное значение).

Это производится с помощью аналого-цифрового преобразователя, размещенного на звуковой плате. Таким образом, непрерывная зависимость амплитуды сигнала от времени заменяется дискретной последовательностью уровней громкости. Современные 16-битные звуковые карты кодируют 65536 различных уровней громкости или 16-битную глубину звука (каждому значению амплитуды звук. сигнала присваивается 16-битный код)

Качество кодирования звука зависит от:

1) глубины кодирования звука — количество уровней звука

2) частоты дискретизации – количество изменений уровня сигнала в единицу времени (как правило, за 1 сек).

N=2i

N – количество различных уровней сигнала

i – глубина кодирования звука

Информационный объем звуковой информации равен:

I = i * k* t

где i – глубина звука (бит)

K – частота вещания (качество звука) (Гц) (48 кГц – аудио CD)

t – время звучания (сек)

Представление видеоинформации

В последнее время компьютер все чаще используется для работы с видеоинформацией. Простейшей такой работой является просмотр кинофильмов и видеоклипов. Следует четко представлять, что обработка видеоинформации требует очень высокого быстродействия компьютерной системы.

Что представляет собой фильм с точки зрения информатики? Прежде всего, это сочетание звуковой и графической информации. Кроме того, для создания на экране эффекта движения используется дискретная по своей сути технология быстрой смены статических картинок. Исследования показали, что если за одну секунду сменяется более 10-12 кадров, то человеческий глаз воспринимает изменения на них как непрерывные.

Информационные процессы — процессы сбора, обработки, накопления, хранения, поиска и распространения информации.

Слово процесс обозначает некоторое событие, происходящее во времени: учебный процесс, процесс роста, процесс горения… Всякий процесс связан с какими-то действиями, выполняемыми человеком, силами природы, техническими устройствами, а также вследствие их взаимодействия.

У каждого процесса есть объект воздействия: ученик, растение, горючее… Очевидно, что в информационных процессах объектом воздействия является информация.

Информационные технологии (ИТ, от англ. information technology, IT) — широкий класс дисциплин и областей деятельности, относящихся к технологиям управления и обработки данных вычислительной техникой.

Обычно под информационными технологиями понимают компьютерные технологии. В частности, ИТ имеют дело с использованием компьютеров и программного обеспечения для хранения, преобразования, защиты, обработки, передачи и получения информации.

Специалистов по компьютерной технике и программированию часто называют ИТ-специалистами.

Основные информационные процессы

  • Сбор информации.
  • Обработка информации.
  • Передача информации.
  • Хранение информации.
  • Поиск информации.
  • Защита информации

Сбор информации

Органы чувств — наш главный инструмент познания мира — не самые совершенные приспособления. Не всегда они точны и не всякую информацию способны воспринять.

Если бы не было специальных приборов, то вряд ли человечеству удалось бы проникнуть в тайны живой клетки или отправить к Марсу и Венере космические зонды.

Поэтому для получения недоступной обычными органами чувств информации широко используются специальные технические устройства.

Одно из древнейших сооружений, используемое для получения астрономической информации, находится в Англии недалеко от города Солсбери. Это Стоунхендж — «висячие камни».

Он был построен примерно во II веке до н. э. Стоунхендж состоит из поставленных вертикально каменных столбов, расположенных концентрическими кольцами. На вертикальных камнях лежат горизонтальные перекладины, своего рода арки.

1963 году с помощью новейших методов исследования было уставлено, что каменные арки дают направления на крайние положения Солнца и Луны, а 56 белых лунок помогают предсказать время Солнечного и Лунного затмений.

Обработка информации

Приобретая жизненный опыт, наблюдая мир вокруг себя, иначе говоря — накапливая все больше и больше информации, человек учится делать выводы. В древности люди говорили, что человек познает с помощью органов чувств и осмысливает познанное разумом.

  • Неосознанная обработка информации человеком

Один раз дотронувшись до горячего чайника или утюга мы запоминаем это на всю жизнь. Прикоснувшись к горячей поверхности, мы получили информацию при помощи органов осязания. Нервная система передала ее в мозг, где на основе имеющегося опыта был сделан вывод об опасности. Сигнал от мозга был послан в мышцы рук, которые мгновенно сократились.

  • Осознанная обработка информации человеком

На уроках студент изучает правила и законы (приобретает определенные знания и навыки). Когда преподаватель предлагает очередную задачу (входная информация), ученик обдумывает последовательность решения, вспоминая, какие из изученных правил ему необходимо применить. Наконец, он находит ответ. Эта новая информация, созданная учеником в результате обработки входной информации, называется выходной.

Входная информация – это информация, которую получает человек или устройства.

Выходная информация – это информация, которая получается после обработки человеком или устройством.

Выходная информация всегда является результатом мыслительной деятельности человека по обработке входной информации. Можно сказать, что человек постоянно занимается обработкой входной информации, преобразуя ее в выходную.

Передача информации

Развитие человека не было бы возможно без обмена информацией.

С давних времен люди из поколения в поколение передавали свои знания, извещали об опасности или передавали важную и срочную информацию, обменивались сведениями.

В Петербурге в начале XIX века была весьма развита пожарная служба. В нескольких частях города были построены высокие каланчи, с которых обозревались окрестности. Если случался пожар, то на башне днем поднимался разноцветный флаг (с той или иной геометрической фигурой), а ночью зажигалось несколько фонарей, число и расположение которых означало часть города, где произошел пожар, а также степень его сложности.

В 1792 году во Франции Клод Шапп создал систему передачи визуальной информации, которая получила название «Оптический телеграф».

В простейшем виде это была цепь типовых строений, с расположенными на кровле шестами с подвижными поперечинами, которая создавалась в пределах видимости одно от другого. Шесты с подвижными поперечинами — семафоры — управлялись при помощи тросов специальными операторами изнутри строений.

Шапп создал специальную таблицу кодов, где каждой букве алфавита соответствовала определенная фигура, образуемая Семафором, в зависимости от положений поперечных брусьев относительно опорного шеста. Система Шаппа позволяла передавать сообщения на скорости два слова в минуту и быстро распространилась в Европе.

В Швеции цепь станций оптического телеграфа действовала до 1880 года.

Передача информации от источника к получателю

В любом процессе передачи или обмене информацией существует ее источник и получатель, а сама информация передается по каналу связи с помощью сигналов: механических, тепловых, электрических и др.

В обычной жизни для человека любой звук, свет являются сигналами, несущими смысловую нагрузку.

Схема передачи информации:

Кодирующее устройство необходимо для преобразования информации в форму, удобную для передачи.

Декодирующее устройство преобразует информацию в форму, понятную получателю.

В процессе передачи информация может утрачиваться, искажаться. Это происходит из-за различных помех, как на канале связи, так и при кодировании и декодировании информации.

Вопросами, связанными с методами кодирования и декодирования информации, занимается специальная наука — криптография.

Хранение информации

Человеческий разум является совершенным инструментом познания окружающего мира. А память человека – великолепным устройством для хранения информации.

Однако для долговременного хранения информации, ее накопления и передачи из поколения в поколение необходимо иметь возможность ее хранить не только в памяти человека. Для этого используются внешние носители информации: узелки на веревках, зарубки на палках, берестяные грамоты, письма на папирусе, бумаге.

Наконец, был изобретен типографский станок, и появились книги. Поиск надежных и доступных способов хранения информации идет и по сей день.

Носитель информации – материальный объект, предназначенный для хранения и передачи информации.

Материальная природа носителей информации может быть различной: молекулы ДНК, которые хранят генетическую информацию; бумага, на которой хранятся тексты и изображения; магнитная лента, на которой хранится звуковая информация; фото- и кинопленки, на которых хранится графическая информация; микросхемы памяти, магнитные и лазерные диски, на которых хранятся программы и данные в компьютере, и так далее.

Поиск информации

Просто сохранить информацию недостаточно. Нужно уметь ее пользоваться. А для того чтобы воспользоваться нужной информацией в нужный момент необходимо уметь ее быстро найти.

Поиск информации — это извлечение хранимой информации.

Существуют ручной и автоматизированный методы поиска информации в хранилищах.

Методы поиска информации:

  • непосредственное наблюдение;
  • общение со специалистами по интересующему вас вопросу;
  • чтение соответствующей литературы;
  • просмотр теле-, видеопрограмм;
  • прослушивание радиопередач и аудиокассет;
  • работа в библиотеках, архивах;
  • запрос к информационным системам, базам и банкам компьютерных данных…

Для того чтобы собрать наиболее полную информацию и повысить вероятность принятия правильного решения, необходимо использовать разнообразные методы поиска информации.

В процессе поиска информации вам встретится как самая полезная, так и бесполезная, как достоверная, так и ложная, объективная и субъективная информация, но чтобы не утонуть в море информации, учитесь отбирать только полезную для решения стоящей перед вами задачи. Не уподобляйте свою голову мусорному ящику, куда сваливают все без разбора.

Принципы обработки информации компьютером.

Несмотря на разнообразие компьютеров в современном мире, все они строятся по единой принципиальной схеме, основанной на фундаменте идеи программного управления Чарльза Бэббиджа (середина XIX в). Эта идея была реализована при создании первой ЭВМ ENIAC в 1946 году коллективом учёных и инженеров под руководством известного американского математика Джона фон Неймана, сформулировавшего концепцию ЭВМ с вводимыми в память программами и числами —программный принцип.

Главные элементы концепции:

  1. двоичное кодирование информации;
  2. программное управление;
  3. принцип хранимой программы;
  4. принцип параллельной организации вычислений, согласно которому операции над числом проводятся по всем его разрядам одновременно.

Алгоритмы и способы их описания.

Компьютер как исполнитель команд. Программный принцип работы компьютера.

Алгебра логики (булева алгебра) – это раздел математики, возникший в XIX веке благодаря усилиям английского математика Дж. Буля. Поначалу булева алгебра не имела никакого практического значения. Однако уже в XX веке ее положения нашли применение в разработке различных электронных схем. Законы и аппарат алгебры логики стали использоваться при проектировании различных частей компьютеров (память, процессор).

Алгебра логики оперирует с высказываниями. Под высказыванием понимают повествовательное предложение, относительно которого имеет смысл говорить, истинно оно или ложно. Над высказываниями можно производить определенные логические операции, в результате которых получаются новые высказывания. Наиболее часто используются логические операции, выражаемые словами «не», «и», «или».

Логические операции удобно описывать так называемыми таблицами истинности, в которых отражают результаты вычислений сложных высказываний при различных значениях исходных простых высказываний. Простые высказывания обозначаются переменными (например, A и B).

Конъюнкция (логическое умножение). Слож­ное высказывание А & В истинно только в том случае, когда истинны оба входящих в него высказывания. Истинность такого высказывания задается следующей таблицей:

Обозначим 0 – ложь, 1 – истина

А

В

A&B

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

Дизъюнкция (логическое сложение). Сложное высказывание A U В истинно, если истинно хотя бы одно из входящих в него высказыва­ний. Таблица истинности для логической суммы высказываний имеет вид:

A

В

AUB

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

Инверсия (логическое отрицание). Присоединение частицы НЕ (NOT) к данному высказыванию называется операцией отрицания (ин­версии). Она обозначается Ā (или ¬А)и читается не А . Если высказывание А истинно, то В ложно, и наоборот. Таблица истинности в этом слу­чае имеет вид

A

¬А

false

true

true

false

Алгоритм – система точных и понятных предписаний (команд, инструкций, директив) о содержании и последовательности выполнения конечного числа действий, необходимых для решения любой задачи данного типа. Как всякий объект, алгоритм имеет название (имя). Также алгоритм имеет начало и конец.

В качестве исполнителя алгоритмов можно рассматривать человека, любые технические устройства, среди которых особое место занимает компьютер. Компьютер может выполнять только точно определенные операции, в отличии от человека, получившего команду и имеющего возможность сориентироваться в ситуации.

Алгоритм обладает следующими свойствами.

  1. Дискретность (от лат. discretus – разделенный, прерывистый) указывает, что любой алгоритм должен состоять из конкретных действий, следующих в определенном порядке.
  2. Детерминированность (от лат. determinate – определенность, точность) указывает, что любое действие алгоритма должно быть строго и недвусмысленно определено в каждом случае.
  3. Конечность определяет, что каждое действие в отдельности и алгоритм в целом должны иметь возможность завершения.
  4. Результативность требует, чтобы в алгоритме не было ошибок, т.е. при точном исполнении всех команд процесс решения задачи должен прекратиться за конечное число шагов и при этом должен быть получен ответ.
  5. Массовость заключается в возможности применения алгоритма к целому классу однотипных задач, различающихся конкретными значениями исходных данных (разработка в общем виде).

Способы описания алгоритмов

Существует несколько способов записи алгоритмов. На практике наиболее распространены следующие формы представления алгоритмов:

  1. словесная (запись на естественном языке);
  2. псевдокоды (полуформализованные описания алгоритмов на условном алгоритмическом языке, включающие в себя как элементы языка программирования, так и фразы естественного языка, общепринятые математические обозначения и др.);
  3. графическая (изображения из графических символов – блок-схема);
  4. программная (тексты на языках программирования – код программы).

Рассмотрим подробно каждый вариант записи алгоритмов на примере следующей задачи. Требуется найти частное двух чисел.

Словесный способ записи алгоритмов представляет собой описание последовательных этапов обработки данных. Алгоритм задается в произвольном изложении на естественном языке. Ответ при этом получает человек, который выполняет команды согласно словесной записи.

Пример словесной записи:

  1. задать два числа, являющиеся делимым и делителем;
  2. проверить, равняется ли делитель нулю;
  3. если делитель не равен нулю, то найти частное, записать его в ответ;
  4. если делитель равен нулю, то в ответ записать «нет решения».

Словесный способ не имеет широкого распространения, так как такие описания: строго не формализуемы; страдают многословностью записей; допускают неоднозначность толкования отдельных предписаний.

Псевдокод занимает промежуточное место между естественным и формальным языками. С одной стороны, он близок к обычному естественному языку, поэтому алгоритмы могут на нем записываться и читаться как обычный текст. С другой стороны, в псевдокоде используются некоторые формальные конструкции и математическая символика, что приближает запись алгоритма к общепринятой математической записи. В псевдокоде не приняты строгие синтаксические правила для записи команд, присущие формальным языкам, что облегчает запись алгоритма на стадии его проектирования и дает возможность использовать более широкий набор команд, рассчитанный на абстрактного исполнителя. Однако в псевдокоде обычно имеются некоторые конструкции, присущие формальным языкам, что облегчает переход от записи на псевдокоде к записи алгоритма на формальном языке. Ответ при этом получает человек, который выполняет команды согласно псевдокоду.

Приведем основные управляющие структуры псевдокода в табл. 1.1.

Таблица 1.1. Базовые управляющие структуры псевдокода
Название структуры Псевдокод
Присваивание
переменная = число
Ввод
ввод(переменная)
Вывод
вывод(переменная)
вывод("фраза")
Ветвление
если условие 
	то действие1 
иначе действие2
Повторение
пока условие
начало пока
	действие
конец пока

Пример псевдокода:

алг Нахождение частного двух чисел
начало
вывод ("задайте делимое и делитель")
ввод (делимое, делитель)
если делитель ≠ 0
то частное = делимое / делитель
	вывод(частное)
иначе вывод("нет решения")
кон алг Нахождение частного двух чисел

В данном примере используется три переменные: делимое, делитель и частное. Делимое и делитель задаются исполнителем произвольными числами. Частное считается лишь в том случае, если делитель не равен нулю.

Графическая реализация алгоритма представляет собой блок-схему. Блок-схема состоит из блоков определенной формы, соединенных стрелками. Ответ при этом получает человек, который выполняет команды согласно блок-схеме.

Программная реализация алгоритма – это компьютерная программа, написанная на каком-либо алгоритмическом языке программирования, например: С++, Pascal, Basic и т.д. Программа состоит из команд определенного языка программирования. Отметим, что одна и та же блок-схема может быть реализована на разных языках программирования. Ответ при этом получает ЭВМ, а не человек.

Различают три основных вида алгоритмов:

  1. линейный алгоритм,
  2. разветвляющийся алгоритм,
  3. циклический алгоритм.

Линейный алгоритм – это алгоритм, в котором действия выполняются однократно и строго последовательно.

Самый простой пример реализации линейного алгоритма – путь из университета домой.

Словесный способ записи данного алгоритма:

  1. выйти из университета на остановку;
  2. подождать нужный автобус;
  3. сесть на нужный автобус;
  4. оплатить проезд;
  5. выйти на требуемой остановке;
  6. дойти до дома.

Очевидно, что данный пример относится к линейному алгоритму, т.к. все действия следуют одно за другим, без условий и повторений.

Разветвляющийся алгоритм – это алгоритм, в котором в зависимости от условия выполняется либо одна, либо другая последовательность действий.

Самый простой пример реализации разветвляющегося алгоритма – если на улице идет дождь, то необходимо взять зонт, иначе не брать зонт с собой.

Приведенный выше пример псевдокода по нахождению частного двух чисел также относится к разветвляющемуся алгоритму.

Циклический алгоритм – это алгоритм, команды которого повторяются некое количество раз подряд.

Самый простой пример реализации циклического алгоритма – при чтении книги будут повторяться одни и те же действия: прочитать страницу, перелистнуть и т.д.

Алгоритм является базовым понятием для тех, кто хочет начать программировать на любом языке программирования. Любая задача может быть формализована алгоритмически. Чтобы понять, с чего начать, рассмотрим основные виды алгоритмов.

Цель данной лекции – ознакомить студентов с понятием алгоритма; показать, что такая абстрактная вещь как алгоритм окружает нас в повседневной жизни.

Существует несколько определений понятия алгоритма. Приведем два самых распространенных.

Алгоритм – последовательность чётко определенных действий, выполнение которых ведёт к решению задачи. Алгоритм, записанный на языке машины, есть программа решения задачи.

Алгоритм – это совокупность действий, приводящих к достижению результата за конечное число шагов.

Вообще говоря, первое определение не передает полноты смысла понятия алгоритм. Используемое слово «последовательность» сужает данное понятие, т.к. действия не обязательно должны следовать друг за другом – они могут повторяться или содержать условие.

Свойства алгоритмов:

  1. Дискретность (от лат. discretus — разделенный, прерывистый) – это разбиение алгоритма на ряд отдельных законченных действий (шагов).
  2. Детерминированность (от лат. determinate — определенность, точность) — любое действие алгоритма должно быть строго и недвусмысленно определено в каждом случае. Например, алгоритм проезда к другу, если к остановке подходят автобусы разных маршрутов, то в алгоритме должен быть указан конкретный номер маршрута 5. Кроме того, необходимо указать точное количество остановок, которое надо проехать, скажем, три.
  3. Конечность – каждое действие в отдельности и алгоритм в целом должны иметь возможность завершения.
  4. Массовость – один и тот же алгоритм можно использовать с разными исходными данными.
  5. Результативность – алгоритм должен приводить к достоверному решению.

Основная цель алгоритмизации – составление алгоритмов для ЭВМ с дальнейшим решением задачи на ЭВМ.

Примеры алгоритма:

  1. Любой прибор, купленный в магазине, снабжается инструкцией по его использованию. Данная инструкция и является алгоритмом для правильной эксплуатации прибора.
  2. Каждый шофер должен знать правила дорожного движения. Правила дорожного движения однозначно регламентируют поведение каждого участника движения. Зная эти правила, шофер должен действовать по определенному алгоритму.
  3. Массовый выпуск автомобилей стал возможен только тогда, когда был придуман порядок сборки машины на конвейере. Определенный порядок сборки автомобилей – это набор действий, в результате которых получается автомобиль.

Существует несколько способов записи алгоритмов. На практике наиболее распространены следующие формы представления алгоритмов:

  1. словесная (запись на естественном языке);
  2. псевдокоды (полуформализованные описания алгоритмов на условном алгоритмическом языке, включающие в себя как элементы языка программирования, так и фразы естественного языка, общепринятые математические обозначения и др.);
  3. графическая (изображения из графических символов – блок-схема);
  4. программная (тексты на языках программирования – код программы).

Рассмотрим подробно каждый вариант записи алгоритамов на примере следующей задачи. Требуется найти частное двух чисел.

Словесный способ записи алгоритмов представляет собой описание последовательных этапов обработки данных. Алгоритм задается в произвольном изложении на естественном языке. Ответ при этом получает человек, который выполняет команды согласно словесной записи.

Пример словесной записи:

  1. задать два числа, являющиеся делимым и делителем;
  2. проверить, равняется ли делитель нулю;
  3. если делитель не равен нулю, то найти частное, записать его в ответ;
  4. если делитель равен нулю, то в ответ записать «нет решения».

Словесный способ не имеет широкого распространения, так как такие описания: строго не формализуемы; страдают многословностью записей; допускают неоднозначность толкования отдельных предписаний.

Псевдокод занимает промежуточное место между естественным и формальным языками. С одной стороны, он близок к обычному естественному языку, поэтому алгоритмы могут на нем записываться и читаться как обычный текст. С другой стороны, в псевдокоде используются некоторые формальные конструкции и математическая символика, что приближает запись алгоритма к общепринятой математической записи. В псевдокоде не приняты строгие синтаксические правила для записи команд, присущие формальным языкам, что облегчает запись алгоритма на стадии его проектирования и дает возможность использовать более широкий набор команд, рассчитанный на абстрактного исполнителя. Однако в псевдокоде обычно имеются некоторые конструкции, присущие формальным языкам, что облегчает переход от записи на псевдокоде к записи алгоритма на формальном языке. Ответ при этом получает человек, который выполняет команды согласно псевдокоду.

Приведем основные управляющие структуры псевдокода в табл. 1.1.

Таблица 1.1. Базовые управляющие структуры псевдокода
Название структуры Псевдокод
Присваивание
переменная = число
Ввод
ввод(переменная)
Вывод
вывод(переменная)
вывод("фраза")
Ветвление
если условие 
	то действие1 
иначе действие2
Повторение
пока условие
начало пока
	действие
конец пока

Пример псевдокода:

алг Нахождение частного двух чисел
начало
вывод ("задайте делимое и делитель")
ввод (делимое, делитель)
если делитель ≠ 0
то частное = делимое / делитель
	вывод(частное)
иначе вывод("нет решения")
кон алг Нахождение частного двух чисел

В данном примере используется три переменные: делимое, делитель и частное. Делимое и делитель задаются исполнителем произвольными числами. Частное считается лишь в том случае, если делитель не равен нулю.

Графическая реализация алгоритма представляет собой блок-схему. Блок-схема состоит из блоков определенной формы, соединенных стрелками. Ответ при этом получает человек, который выполняет команды согласно блок-схеме. Более подробно о блок-схемах будет рассказано в Лекции 2.

Программная реализация алгоритма – это компьютерная программа, написанная на каком-либо алгоритмическом языке программирования, например: С++, Pascal, Basic и т.д. Программа состоит из команд определенного языка программирования. Отметим, что одна и та же блок-схема может быть реализована на разных языках программирования. Ответ при этом получает ЭВМ, а не человек. Более подробно о составлении программ на языке программирования С++ смотреть Лекцию 3.

Различают три основных вида алгоритмов:

  1. линейный алгоритм,
  2. разветвляющийся алгоритм,
  3. циклический алгоритм.

Линейный алгоритм – это алгоритм, в котором действия выполняются однократно и строго последовательно.

Самый простой пример реализации линейного алгоритма – путь из университета домой.

Словесный способ записи данного алгоритма:

  1. выйти из университета на остановку;
  2. подождать нужный автобус;
  3. сесть на нужный автобус;
  4. оплатить проезд;
  5. выйти на требуемой остановке;
  6. дойти до дома.

Очевидно, что данный пример относится к линейному алгоритму, т.к. все действия следуют одно за другим, без условий и повторений.

Разветвляющийся алгоритм – это алгоритм, в котором в зависимости от условия выполняется либо одна, либо другая последовательность действий.

Самый простой пример реализации разветвляющегося алгоритма – если на улице идет дождь, то необходимо взять зонт, иначе не брать зонт с собой.

Приведенный выше пример псевдокода по нахождению частного двух чисел также относится к разветвляющемуся алгоритму.

Циклический алгоритм – это алгоритм, команды которого повторяются некое количество раз подряд.

Самый простой пример реализации циклического алгоритма – при чтении книги будут повторяться одни и те же действия: прочитать страницу, перелистнуть и т.д.

Блок-схемы представляют собой наглядную реализацию алгоритма. Рассмотрим, как графически представлять разные виды алгоритмов на математических задачах и ситуациях из жизни.

Цель данной лекции – ознакомить студентов с понятием блок-схемы; показать основные конструкции реализации разных видов алгоритма; показать принципы проверки блок-схем и получения по ним ответа.

Блок-схема представляет собой удобный и наглядный способ записи алгоритма.

Блок-схема состоит из функциональных блоков разной формы, связанных между собой стрелками. В каждом блоке описывается одно или несколько действий. Основные виды блоков представлены в табл. 2.1.

Таблица 2.1. Виды блоков
Форма блока Назначение блока
начало и конец блок-схемы
блок ввода данных
блок выполнения действия
блок условия
блок вывода данных

Любая команда алгоритма записывается в блок-схеме в виде графического элемента – блока, и дополняется словесным описанием. Блоки в блок-схемах соединяются линиями потока информации. Направление потока информации указывается стрелкой. В случае потока информации сверху вниз и слева направо стрелку ставить не обязательно. Блоки в блок-схеме имеют только один вход и один выход (за исключением логического блока – блока с условием).

Блок начала блок-схемы имеет один выход и не имеет входов, блок конца блок-схемы имеет один вход и не имеет выходов. Блок условия – единственный блок, имеющий два выхода, т.к. соответствует разветвляющемуся алгоритму. На одном выходе указывается «да», на другом – «нет». Все остальные блоки имеют один вход и один выход. Блок выполнения действия может содержать присвоение значения переменной (например ««) или вычисление (например ««).

Математические выражения и логические высказывания должны быть описаны математическим языком, т.к. блок-схема не должна иметь привязки к какому-то определенному языку программирования. Одна и таже блок-схема может быть реализована в программах на разных языках программирования. К примеру, функция в блок-схеме будет выглядеть таким образом: , а не таким образом: .

Все три вида алгоритмов реализуются в блок-схеме названными выше типами блоков. К примеру, в линейном алгоритме могут присутствовать все блоки, кроме блока условия. В разветвляющемся и циклическом алгоритмах могут быть использованы все названные виды блоков, но обязательным является блок условия. Внутри блока условия записывается условие, про которое можно однозначно ответить, истинно оно или ложно Если условие истинно, то выполняются действия, соответствующие стрелке «да», иначе стрелке «нет».

Приведем простейшие примеры, соответствующие линейному алгоритму.

Пример 1. Вася хочет позвонить Пете по городскому телефону. Необходимо составить блок-схему, описывающую порядок действий Васи.

Решение. Чтобы позвонить по городскому телефону, нужно знать номер Пети. Значит, сначала надо найти номер телефона Пети, набрать его и поговорить с Петей. На этом цель Васи (поговорить с Петей по телефону) будет достигнута. Результат блок схемы представлен на рис. 2.1.

Блок-схема для примера 1

Рис. 2.1.  Блок-схема для примера 1

Пример 2. Ученику требуется купить учебник. Составить блок-схему, описывающую порядок действий ученика.

Решение. Сначала ученику нужно взять деньги, потом прийти в книжный магазин и заплатить за учебник. На этом цель (покупка учебника) будет достигнута. Результат блок схемы представлен на рис. 2.2.

Блок-схема для примера 2

Рис. 2.2.  Блок-схема для примера 2

Пример 3. Даны числа . Вычислить сумму  и разность  чисел  и .

Решение. Сначала следует задать значения для чисел  и , согласно условиям задачи. После этого их уже можно будет использовать в расчетах для получения суммы и разности по формулам: . Полученные значения суммы и разности нужно будет показать на экране, и мы используем блок вывода данных. Если не выводить данные на экран, то пользователь нашего алгоритма не узнает, какие получились значения суммы и разности. Результат блок схемы представлен на рис. 2.3.

Блок-схема для примера 3: а) в каждом блоке по одному действию, б) действия объединены по смыслу операции

увеличить изображение

Рис. 2.3.  Блок-схема для примера 3: а) в каждом блоке по одному действию, б) действия объединены по смыслу операции

В блок-схеме на рис. 2.3а каждое действие расположено в отдельном блоке. В блок-схеме рис. 2.3б объединены между собой схожие по смыслу операции. В дальнейшем мы будем объединять некоторые действия в один блок. Это очень удобно и визуально упрощает чтение блок-схемы.

В разветвляющемся алгоритме обязательным блоком является блок условия, который представлен на рис. 2.4.

Использование блока условия в общем виде

Рис. 2.4.  Использование блока условия в общем виде

Внутри блока условия записывается условие. Если данное условие верно, то выполняются блоки, идущие по стрелке «да», т.е. «Набор действий 1». Если условие оказывается неверным, т.е. ложным, то выполняются блоки, идущие по стрелке «нет», а именно «Набор действий 2». Разветвление заканчивается, когда обе стрелки («да» и «нет») соединяются. На рис. 2.5 представлен еще один вариант использования блока условия. Бывают задачи, в которых, исходя из условия, необходимо либо выполнить действие, либо пропустить его. Если условие верно выполняется, то следуют блоки, соответствующие стрелке «да», т.е. «Набор действий 1». Если же условие оказывается ложным, то следует перейти по стрелке «нет». Т.к. стрелке «нет» не соответствует ни одного блока с действием, то ни одного действия не будет выполнено. Т.е. получается, что мы пропустили и не выполнили «Набор действий 1».

Вариант использования блока условия

Рис. 2.5.  Вариант использования блока условия

В разветвляющемся алгоритме возможна запись сразу нескольких условий, которые могут объединяться союзом «ИЛИ» или пересекаться союзом «И». Рассмотрим случай двух условий: «условие 1» и «условие 2».

Если необходимо, чтобы оба условия были верными одновременно, то следует использовать логическое пересечение «И»:

"условие 1 и условие 2".

Если достаточно, чтобы только одно условие выполнялось – либо первое, либо второе, то следует использовать логическое объединение «ИЛИ»:

"условие 1 ИЛИ условие 2".

Приведем простейшие примеры, соответствующие разветвляющемуся алгоритму.

Пример 4. Джон звонит Полу по городскому телефону, но трубку может взять не только Пол. Составить блок-схему, описывающую действия Джона в этом случае.

Решение. В отличие от примера 1, здесь присутствует условие – Пол ли взял трубку телефона. На данное условие можно однозначно ответить: «да», Пол, или «нет», кто-то другой. Если трубку взял Пол, то Джону нужно с ним поговорить, и цель будет достигнута. Если трубку взял кто-то другой, то необходимо позвать Пола к телефону, поговорить с ним, и цель также будет достигнута. Третьего варианта, например, «не туда попали» или «его нет дома» мы не рассматриваем. Результат блок-схемы представлен на рис. 2.6.

Блок-схема для примера 4

Рис. 2.6.  Блок-схема для примера 4

Пример 5. Ученику требуется купить учебник. В магазине в наличие оказался нужный учебник в жесткой и мягкой обложке. Составить блок-схему, описывающую действия ученика.

Решение. В данном примере присутствует условие: «Нужна жесткая обложка».

Ученик может согласиться с этим высказыванием, тогда он выполнит действие, соответствующее стрелке «да» и купит учебник в жесткой обложке.

Если ученик не соглашается с данным условием, то будет выполняться действие, соответствующее стрелке «нет», и в этом случае ученик купит учебник в мягкой обложке.

И в том, и в другом случае, цель будет достигнута и задача будет выполнена, т.к. ученик купит учебник.

Результат блок схемы представлен на рис. 2.7.

Блок-схема для примера 5

Рис. 2.7.  Блок-схема для примера 5

Пример 6. Даны числа . Вычислить сумму  и разность  чисел  и . Сравнить полученные значения  и  и указать большее из них.

Решение. Как и в примере 3, сначала необходимо задать значения  и . Затем рассчитать сумму и разность по формулам: , и вывести полученные числа на экран (блок вывода данных). Когда значения  и  будут получены, следует сравнить их между собой. Условие запишется в виде: . Если полученная сумма  будет больше разности , то мы пойдем по стрелке «да» и выведем фразу ««. Если же условие окажется ложным (т.е. ), то пойдем по стрелке «нет» и выведем фразу ««. Результат блок схемы представлен на рис. 2.8.

Блок-схема для примера 6

Рис. 2.8.  Блок-схема для примера 6

В рассмотрении циклического алгоритма следует выделить несколько понятий.

Тело цикла – это набор инструкций, предназначенный для многократного выполнения.

Итерация – это единичное выполнение тела цикла.

Переменная цикла – это величина, изменяющаяся на каждой итерации цикла.

Каждый цикл должен содержать следующие необходимые элементы:

  1. первоначальное задание переменной цикла,
  2. проверку условия,
  3. выполнение тела цикла,
  4. изменение переменной цикла.

Циклы бывают двух видов – с предусловием и с постусловием. В цикле с предусловием сначала проверяется условие входа в цикл, а затем выполняется тело цикла, если условие верно. Цикл с предусловием представлен на рис. 2.9. Цикл с предусловием также может быть задан с помощью счетчика. Это удобно в тех случаях, когда точно известно количество итераций. В общем виде блок-схема, реализующая цикл с предусловием, представлена ниже. Сначала задается начальное значение переменной цикла, затем условие входа в цикл, тело цикла и изменение переменной цикла. Выход из цикла осуществляется в момент проверки условия входа в цикл, когда оно не выполняется, т.е. условие ложно. Цикл с предусловием может ни разу не выполниться, если при первой проверке условия входа в цикл оно оказывается ложным.

Циклический алгоритм с предусловием в общем виде

Рис. 2.9.  Циклический алгоритм с предусловием в общем виде

В цикле с постусловием сначала выполняется тело цикла, а потом проверяется условие. Циклический алгоритм с постусловием представлен на рис. 2.10.

Циклический алгоритм с постусловием в общем виде

Рис. 2.10.  Циклический алгоритм с постусловием в общем виде

Если условие верно, то итерация повторяется, если же неверно, то осуществляется выход из цикла. В отличие от цикла с предусловием, любой цикл с постусловием всегда выполнится хоть раз.

Примечание. Как видно из представленных блок-схем для циклов с предусловием и постусловием, условие записывается внутри блока условия (формы ромба), как и в разветвляющемся алгоритме. Принципиальная разница между разветвляющимся и циклическим алгоритмами при графической реализации состоит в том, что в циклическом алгоритме в обязательном порядке присутствует стрелка, идущая наверх. Именно эта стрелка обеспечивает многократный повтор тела цикла.

Приведем простейшие примеры, соответствующие циклическому алгоритму.

Пример 7. Вася звонит Пете, но у Пети может быть занята линия. Составить блок-схему действий Васи в этом случае.

Решение. Когда телефонная линия занята, то необходимо снова и снова набирать номер, пока Петя не закончит предыдущий разговор, и телефонная линия не окажется вновь свободной. Блок-схема представлена на рис. 2.11.

Блок-схема для примера 7

Рис. 2.11.  Блок-схема для примера 7

Здесь тело цикла состоит из одного действия «Набрать номер Пети», т.к. именно это действие следует повторять, пока линия будет занята. Под итерацией цикла понимается очередная попытка дозвониться до Пети. Как таковой переменной цикла здесь нет, т.к. ситуация взята из жизни. Выход из цикла происходит в тот момент, когда условие «У Пети занято» стало неверным, т.е. телефонная линия свободна – действительно, нет необходимости больше набирать номер Пети. В данном примере применен цикл с постусловием, т.к. сначала необходимо набрать номер Пети, ведь иначе мы не можем ответить на вопрос – занята ли линия у Пети.

Пример 8. Ученику требуется купить учебник. Составить блок-схему, описывающую действия ученика в случае, если учебника нет в ряде магазинов.

Решение. Действия ученика в данном примере очевидны: когда он приходит в первый и любой последующий магазины, то возможны два варианта – учебник имеется в наличии или учебника нет в продаже. Если учебника нет в продаже, то ученику следует пойти в другой книжный магазин и спросить данный учебник, и т.д. пока учебник не будет куплен, т.к. перед учеником стоит конечная цель – купить учебник. Мы будем использовать цикл с предусловием, т.к. сначала требуется найти магазин, имеющий в наличии данный учебник. Цикл будет выполняться, пока условие «В данном магазине нет учебника» будет верным, а выход из цикла осуществится, когда условие станет ложным, т.е. когда ученик придет в магазин, в котором есть данный учебник. Действительно, в этом случае ученик купит нужный ему учебник и не будет больше искать книжные магазины. Результат блок-схемы представлен на рис. 2.12.

Блок-схема для примера 8

Рис. 2.12.  Блок-схема для примера 8

Здесь тело цикла состоит из одного действия «Найти другой книжный магазин». Переменной цикла в явном виде нет, но можно подразумевать номер магазина, в который пришел ученик в очередной раз. Как любой другой цикл с предусловием, данный цикл может ни разу не выполниться (не иметь итераций), если в первом же магазине окажется нужный учебник.

Примечание. Если в данную задачу добавить условие выбора учебника в жесткой или мягкой обложке, как в примере 5, то оно появится после выхода из цикла. На реализацию циклического алгоритма данное условие не повлияет.

Пример 9. Даны числа . Известно, что число  меняется от -10 до 10 с шагом 5,  и не изменяется. Вычислить сумму  и разность  чисел  и  для всех значений  и .

Решение. В отличие от примеров 3 и 6 здесь число  меняется от -10 до 10 с шагом 5. Это означает, что число  является переменной цикла. Сначала  равно -10 – это первоначальное задание переменной цикла. Далее  будет изменяться с шагом 5, и т.д. пока не будет достигнуто значение 10 – это соответствует изменению переменной цикла. Итерации надо повторять, пока выполняется условие ««. Итак,  будет принимать следующие значения: -10, -5, 0, 5, 10. Число  не будет являться переменной цикла, т.к.  и не изменяется по условию задачи. Результат блок-схемы (с предусловием) представлен на рис. 2.13.

Блок-схема для примера 9 (с предусловием)

Рис. 2.13.  Блок-схема для примера 9 (с предусловием)

Тело цикла состоит из нескольких действий: вычисление суммы, вычисление разности и вывод полученных данных на экран. Таким образом, у нас получится несколько значений сумм и разностей, т.к.  изменяется. Количество сумм и количество разностей совпадет с количеством различных значений , т.е. пять.

Данная задача может быть сделана и с циклом с предусловием, и с постусловием. В этом случае тело цикла, условие и изменение переменной цикла будут такими же, как и в цикле с предусловием, но сначала необходимо выполнить тело цикла, а потом проверить условие для выполнения следующей итерации.

Приведем блок-схему, использующую цикл с постусловием, на рис. 2.14.

Блок-схема для примера 9 (с постусловием)

Рис. 2.14.  Блок-схема для примера 9 (с постусловием)

В данной задаче также могут быть соединены циклический и разветвляющийся алгоритмы, если по условию задачи требуется сравнить полученные значения суммы и разности, как в примере 6. В этом случае цикл можно реализовать как с предусловием, так и с постусловием, а сравнение суммы и разности добавится внутрь тела цикла, т.к. следует сравнить между собой все полученные суммы и разности. Организация самого цикла останется прежней. Приведем на рис. 2.15а блок-схему с предусловием, а на рис. 2.15б блок-схему с постусловием.

Блок-схема с ветвлением для примера 9: а) с предусловием, б) с постусловием

Рис. 2.15.  Блок-схема с ветвлением для примера 9: а) с предусловием, б) с постусловием

Блок-схема сама по себе не содержит ответа. Чтобы получить результат, нужно выполнить блок-схему.

Выполнение блок-схемы – это прохождение всех действий блок-схемы согласно алгоритму от блока Начало до блока Конец для получения результата.

Если блок-схема составлена корректно, то, выполнив ее, человек получит ответ к своей задаче. Если же при составлении блок-схемы были допущены ошибки, то исполнитель либо вообще не дойдет до блока Конец, либо получит неверный ответ.

Для выполнения нам понадобится поле для расчетов (аналог «оперативной памяти») и поле для вывода результата (аналог экрана для вывода данных). Экран будем показывать несколько раз в зависимости от вывода новых данных на экране.

Выполнение блок-схемы для примера 3. Даны числа . Вычислить сумму  и разность  чисел  и .

Выполнение блок-схемы приведем в табл. 2.2.

Таблица 2.2. Выполнение блок-схемы для примера 3
Расчеты:

Начало
a=2
b=7
S=a+b={подставляем значения a и b}=2+7=9
R=a-b={подставляем значения a и b}=2-7=-5
Выводим на экран S=9, R=-5:
Вывод данных (экран)
S=9
R=-5
Конец.

Выполнение блок-схемы для примера 6. Даны числа . Вычислить сумму  и разность  чисел  и . Сравнить полученные значения  и  и указать большее из них.

Выполнение блок-схемы приведем в табл. 2.3.

Таблица 2.3. Выполнение блок-схемы для примера 6
Расчеты:
Начало
a=2
b=7
S=a+b=2+7=9
R=a-b=2-7=-5
Выводим на экран S=9, R=-5:
Вывод данных (экран)
S=9
R=-5
S>R   9>-5   да, верно
Выводим на экран "Max S":
Вывод данных (экран)
S=9
R=-5
Max S
Конец.

Выполнение блок-схемы для примера 9. Даны числа . Известно, что число  меняется от -10 до 10 с шагом 5,  и не изменяется. Вычислить сумму  и разность  чисел  и  для всех значений  и .

Выполнение блок-схемы с предусловием приведем в табл. 2.4.

Таблица 2.4. Выполнение блок-схемы с предусловием для примера 9
Расчеты:
Начало
b=7
a=-10
a≤10   -10≤10   да, верно
S=a+b=-10+7=-3
R=a-b=-10-7=-17
Вывод S, R
Экран
S=-3   R=-17
a=a+5=-10+5=-5
{Идем по стрелке вверх}
a≤10   -5≤10   да, верно
S=a+b=-5+7=2
R=a-b=-5-7=-12
Вывод S, R
Экран
S=-3   R=-17
S=2   R=-12
a=a+5=-5+5=0
{Идем по стрелке вверх}
a≤10   0≤10   да, верно
S=a+b=0+7=7
R=a-b=0-7=-7
Вывод S, R
Экран
S=-3   R=-17
S=2   R=-12
S=7   R=-7
a=a+5=0+5=5
{Идем по стрелке вверх}
a≤10   5≤10   да, верно
S=a+b=5+7=12
R=a-b=5-7=-2
Вывод S, R
Экран
S=-3   R=-17
S=2   R=-12
S=7   R=-7
S=12   R=-2
a=a+5=5+5=10
{Идем по стрелке вверх}
a≤10   10≤10   да, верно
S=a+b=10+7=17
R=a-b=10-7=3
Вывод S, R
Экран
S=-3   R=-17
S=2   R=-12
S=7   R=-7
S=12   R=-2
S=17   R=3
a=a+5=10+5=15
{Идем по стрелке вверх}
a≤10   15≤10   нет, ложно {выходим из цикла}
Конец.

Виполнение блок-схемы с постусловием приведем в табл. 2.5.

Таблица 2.5. Выполнение блок-схемы с постусловием для примера 9
Расчеты:
Начало
b=7
a=-10
S=a+b=-10+7=-3
R=a-b=-10-7=-17
Вывод S, R
Экран
S=-3   R=-17
a=a+5=-10+5=-5
a≤10   -5≤10   да, верно
{Идем по стрелке вверх}
S=a+b=-5+7=2
R=a-b=-5-7=-12
Вывод S, R
Экран
S=-3   R=-17
S=2   R=-12
a=a+5=-5+5=0 
a≤10   0≤10   да, верно
{Идем по стрелке вверх}
S=a+b=0+7=7
R=a-b=0-7=-7
Вывод S, R
Экран
S=-3   R=-17
S=2   R=-12
S=7   R=-7
a=a+5=0+5=5 
a≤10   5≤10   да, верно
{Идем по стрелке вверх}
S=a+b=5+7=12
R=a-b=5-7=-2
Вывод S, R
Экран
S=-3   R=-17
S=2   R=-12
S=7   R=-7
S=12   R=-2
a=a+5=5+5=10
a≤10   10≤10   да, верно
{Идем по стрелке вверх}
S=a+b=10+7=17
R=a-b=10-7=3
Вывод S, R
Экран
S=-3   R=-17
S=2   R=-12
S=7   R=-7
S=12   R=-2
S=17   R=3
a=a+5=10+5=15
a≤10   15≤10   нет, ложно {выходим из цикла}
Конец.

Пример 10. Даны числа . Известно, что число  меняется от -10 до 10 с шагом 5,  и не изменяется. Вычислить сумму  и разность  и сравнить полученные значения суммы и разности для всех значений  и .

Выполнение блок-схемы с предусловием приведем в табл. 2.6.

Таблица 2.6. Выполнение блок-схемы с предусловием для примера 10
Расчеты:
Начало
b=7
a=-10
a≤10   -10≤10   да, верно
S=a+b=-10+7=-3
R=a-b=-10-7=-17
Вывод S, R
S>R   -3>-17   да, верно
Вывод "Max S"
Вывод данных (экран)
S=-3   R=-17   Max S
a=a+5=-10+5=-5
{Идем по стрелке вверх}
a≤10   -5≤10   да, верно
S=a+b=-5+7=2
R=a-b=-5-7=-12
Вывод S, R
S>R   2>-12   да, верно
Вывод "Max S"
Вывод данных (экран)
S=-3   R=-17   Max S
S=2   R=-12   Max S
a=a+5=-5+5=0
{Идем по стрелке вверх}
a≤10   0≤10   да, верно
S=a+b=0+7=7
R=a-b=0-7=-7
Вывод S, R
S>R   7>-7   да, верно
Вывод "Max S"
Вывод данных (экран)
S=-3   R=-17   Max S
S=2   R=-12   Max S
S=7   R=-7   Max S
a=a+5=0+5=5 
a≤10   5≤10   да, верно
{Идем по стрелке вверх}
S=a+b=5+7=12
R=a-b=5-7=-2
Вывод S, R
S>R   12>-2   да, верно
Вывод "Max S"
Вывод данных (экран)
S=-3   R=-17   Max S
S=2   R=-12   Max S
S=7   R=-7   Max S
S=12   R=-2   Max S
a=a+5=5+5=10
{Идем по стрелке вверх}
a≤10   10≤10   да, верно
S=a+b=10+7=17
R=a-b=10-7=3
Вывод S, R
S>R   17>3   да, верно
Вывод "Max S"
Вывод данных (экран)
S=-3   R=-17   Max S
S=2   R=-12   Max S
S=7   R=-7   Max S
S=12   R=-2   Max S
S=17   R=3   Max S
a=a+5=10+5=15
{Идем по стрелке вверх}
a≤10   15≤10   нет, ложно {выходим из цикла}
Конец.

В процессе составления блок-схемы важно «ходить» по стрелкам из блока в блок, следить, чтобы не получалось «тупиковых ситуаций». Такая ситуация возникает, если составитель блок-схемы не нарисовал стрелку из блока. Также частой ошибкой является замыкание стрелки не в тот блок, например при реализации циклического алгоритма.

Определение объемов различных носителей информации. Архив информации.

Информация, закодированная с помощью естественных и формальных языков, а также информация в форме зрительных и звуковых образов хранится в памяти человека.

Однако для долговременного хранения информации, ее накопления и передачи из поколения в поколение используются носители информации.

Материальная природа носителей информации может быть различной:

  • — молекулы ДНК, которые хранят генетическую информацию;
  • — бумага, на которой хранятся тексты и изображения;
  • — магнитная лента, на которой хранится звуковая информация;
  • — фото- и кинопленки, на которых хранится графическая информация;
  • — микросхемы памяти, магнитные и лазерные диски, на которых хранятся программы и данные в компьютере, и так далее.

По оценкам специалистов, объем информации, фиксируемой на различных носителях, превышает один эксабайт в год. Примерно 80% всей этой информации хранится в цифровой форме на магнитных и оптических носителях и только 20% — на аналоговых носителях (бумага, магнитные ленты, фото- и кинопленки).

Большое значение имеет надежность и долговременность хранения информации. Большую устойчивость к возможным повреждениям имеют молекулы ДНК, так как существует механизм обнаружения повреждений их структуры (мутаций) и самовосстановления.

Надежность (устойчивость к повреждениям) достаточно высока у аналоговых носителей, повреждение которых приводит к потере информации только на поврежденном участке. Поврежденная часть фотографии не лишает возможности видеть оставшуюся часть, повреждение участка магнитной ленты приводит лишь к временному пропаданию звука и так далее.

Цифровые носители гораздо более чувствительны к повреждениям, даже утеря одного бита данных на магнитном или оптическом диске может привести к невозможности считать файл, то есть к потере большого объема данных. Именно поэтому необходимо соблюдать правила эксплуатации и хранения цифровых носителей информации.

Наиболее долговременным носителем информации является молекула ДНК, которая в течение десятков тысяч лет (человек) и миллионов лет (некоторые живые организмы), сохраняет генетическую информацию данного вида.

Аналоговые носители способны сохранять информацию в течение тысяч лет (египетские папирусы и шумерские глиняные таблички), сотен лет (бумага) и десятков лет (магнитные ленты, фото- и кинопленки).

Цифровые носители появились сравнительно недавно и поэтому об их долговременности можно судить только по оценкам специалистов. По экспертным оценкам, при правильном хранении оптические носители способны хранить информацию сотни лет, а магнитные — десятки лет.

Определение объемов различных носителей информации

Носители информации характеризуются информационной емкостью, то есть количеством информации, которое они могут хранить. Наиболее информационно емкими являются молекулы ДНК, которые имеют очень малый размер и плотно упакованы. Это позволяет хранить огромное количество информации (до 1021 битов в 1 см3), что дает возможность организму развиваться из одной-единственной клетки, содержащей всю необходимую генетическую информацию.

Современные микросхемы памяти позволяют хранить в 1 см3 до 1010 битов информации, однако это в 100 миллиардов раз меньше, чем в ДНК. Можно сказать, что современные технологии пока существенно проигрывают биологической эволюции.

Однако если сравнивать информационную емкость традиционных носителей информации (книг) и современных компьютерных носителей, то прогресс очевиден:

• Лист формата А4 с текстом (набран на компьютере шрифтом 12-го кегля с одинарным интервалом) — около 3500 символов

• Страница учебника — 2000 символов

• Гибкий магнитный диск – 1,44 Мб

• Оптический диск CD-R(W) – 700 Мб

• Оптический диск DVD – 4,2 Гб

• Флэш-накопитель — несколько Гб

• Жесткий магнитный диск – сотни Гб

Таким образом, на дискете может храниться 2-3 книги, а на жестком магнитном диске или DVD — целая библиотека, включающая десятки тысяч книг.

Архив информации

Созданную или полученную каким-либо образом информацию хранят в течение определённого времени, в течение которого её временно или долговременно содержат на различных носителях электронных данных. Если информация представляет интерес для её создателей или правообладателей, то им приходится создавать электронные архивы.

Электронный архив — это файл, содержащий один или несколько файлов в сжатой или несжатой форме и информацию, связанную с этими файлами (имя файла, дата и время последней редакции и т.п.).

Электронные архивы позволяют в любой момент времени извлекать из них необходимые данные для дальнейшего их использования в различных ситуациях (например, для обновления или восстановления утерянных данных). Такие архивы называют страховочными копиями. Их используют в случае утраты или порчи основной машиночитаемой информации, а также для длительного её хранения в месте, которое защищено от вредных воздействий и несанкционированного доступа. Как правило, компьютерными архивами информации являются электронные каталоги, базы и банки данных, а также коллекции любых видов электронной информации.

Для обеспечения надёжности хранения и защиты данных рекомендуют создавать по 2–3 архивные копии последних редакций файлов. В случае необходимости осуществляется разархивирование данных.

Разархивирование — это процесс точного восстановления электронной информации, ранее сжатой и хранящейся в файле-архиве.

Для создания архивных файлов и разархивирования используют специальные программы-архиваторы:

— WinRAR

— 7-Zip File Manager

Основные возможности архиваторов:

• просмотр содержания архива и файлов, содержащихся в архиве

• распаковка архива или отдельных файлов архива;

• создание простого архива файлов (файлов и папок) в виде файла с расширением, определяющим используемую программу-архиватор;

• создание самораспаковывающегося архива файлов (файлов и папок) в виде файла с пусковым расширением EXE;

• создание многотомного архива файлов (файлов и папок) в виде группы файлов-томов заданного размера (раньше — в размер дискеты).

Управление процессами. Представление об автоматических и АСУ в социально-экономической сфере деятельности.

Сегодня на российском рынке идёт борьба за потребителя, компании конкурируют друг с другом. В этой конкурентной борьбе побеждает тот, кто раньше других начал переводить своё производство на мировые технологические стандарты. Одной из важнейших составляющих технологического лидерства являются АСУ ТП (автоматизированные системы управления технологическими процессами) и информационные системы, позволяющие оптимизировать все бизнес-процессы, снизить издержки, выпускать современные и качественные товары.

Управление – важнейшая функция, без которой немыслима целенаправленная деятельность любой социально-экономической, организационно-производственной системы (предприятия, организации, территории).

Систему, реализующую функции управления, называют системой управления. Важнейшими функциями, реализуемыми этой системой, являются прогнозирование, планирование, учет, анализ, контроль и регулирование.

Автоматизированная информационная система (АИС) – представляет собой совокупность информации, экономико-математических методов и моделей, технических, программных, технологических средств и специалистов, предназначенную для обработки информации и принятия управленческих решений.

Создание АИС способствует повышению эффективности производства экономического объекта и обеспечивает качество управления.

АИС разнообразны и могут быть классифицированы по ряду признаков:

1. по сфере функционирования объекта управления: АИС промышленности, АИС сельского хозяйства, АИС транспорта, АИС связи и т.д.

2. по виду процессов управления:

2.1. АИС управления технологическими процессами (АСУ ТП) – это человеко-машинные системы, обеспечивающие управление технологическими устройствами, станками, автоматическими линиями.

2.2. АИС управления организационно-технологическими процессами – представляют собой многоуровневые системы, сочетающие АСУ ТП и АИС управления предприятиями (АСУП): банковские АИС, АИС фондового рынка, финансовые АИС, страховые АИС, налоговые АИС, АИС таможенной службы, статистические АИС, АИС промышленных предприятий и организаций и др.

2.3. АИС научных исследований обеспечивают высокое качество и эффективность межотраслевых расчетов и научных опытов.

2.4. Обучающие АИС получают широкое распространение при подготовке специалистов в системе образования, при переподготовке и повышении квалификации работников разных отраслей.

3. по уровню в системе государственного управления:

3.1. Отраслевые АИС функционируют в сферах промышленного и агропромышленного комплексов, в строительстве, на транспорте.

3.2. Территориальные АИС предназначены для управления административно-территориальными районами.

3.3. Межотраслевые АИС являются специализированными системами функциональных органов управления национальной экономикой (банковских, финансовых, снабженческих, статистических и др.).

Автоматизация производства

Автоматизация производства — процесс в развитии машинного производства, при котором функции управления и контроля, ранее выполнявшиеся человеком, передаются приборам и автоматическим устройствам. Автоматизация производства — основа развития современной промышленности, генеральное направление технического прогресса. Цель автоматизации производства заключается в повышении эффективности труда, улучшении качества выпускаемой продукции, в создании условий для оптимального использования всех ресурсов производства. Различают автоматизацию производства: частичную, комплексную и полную.

Итак, АС включает две составляющие:

· людей, занимающихся эксплуатацией и обслуживанием АС;

· совокупность базы данных (баз данных), системы управления базами данных (СУБД), приложений, реализующих задачи пользователей и соответствующих технических средств (компьютеры, сетевое оборудование, периферия и т.п.).

Исходя из составляющих АС, можно сделать вывод, что автоматизированная система находит свое применение в каждой организации и обеспечивает (полностью или частично) ее деятельность.

Для визуализации общей картины по классификации АС была разработана соответствующая таблица.

№ п/п

Вид АС

Зарубежные системы

Цель АС

Решаемые задачи и инструментарий

Примеры АС

1. АСНИ (автоматизированная система научных исследований) EPICS – система управления для экспериментальной физики и промышленности;

TANGO – свободная распределенная система управления экспериментальными установками.

Моделирование и проведение экспериментов Математическая статистика, планирование эксперимента, методы оптимизации, имитационное моделирование Система определения теплофизических характеристик и кинетических параметров;

Система для исследования кинетики быстрых химических реакций.

2. САПР (система автоматизированного проектирования) CAD – Computing Aided Design (автоматизированные системы проектирования);

CAE – Computing Aided Engineering (автоматизированные системы инженерного проектирования).

Автоматизация процессов расчетов и проектирования. Изготовление конструкторской документации, смет, заказных спецификаций, оптимизация проектных решений, снижение сроков проектирования. AutoCad; ArchiCad; Компас 3D; Solidworks;

Catia и др.

3. АС ТПП (автоматизированная система технологической подготовки производства) CAM – Computing Aided Manufacturing (автоматизированные системы поддержки производства). Подготовка конкретного предприятия с его конкретными материальными и человеческими ресурсами к выпуску того или иного изделия или переходу на новую технологию. Составление маршрутных и технологических карт, расчет и оптимизация загрузки людей и оборудования; расчеты потребностей и планирование запасов и т.п. ТеМП – автоматизированное проектирование технологических процессов производства изделий авиационной и ракетно-космической техники;

TechnologiCS;

ПК ДиаМан и др .

4. АСУ ТП (автоматизированная система управления технологическими процессами) SCADA – диспетчерский контроль и накопление данных;

DCS – распределенные системы управления;

PLC – программируемый логический контроллер.

Управление изготовлением готовой продукции в основном для непрерывных производств Задачи автоматического управления и регулирования SCADA система “Статус-4″;

PCS7 SIEMENS;

Factory Suite корпорации Wonderware и др .

5. АСУП (автоматизированная система управления предприятием) MES – системы управления производством;

MRP – системы планирования потребностей в материалах;

MRP II – системы планирования ресурсов производства;

CRP – система планирования производственных мощностей;

PDM – автоматизированные системы управления данными;

SRM – системы управления взаимоотношениями с клиентами;

ERP – планирование ресурсов предприятия;

IRP –система интеллектуального планирования.

Решает задачи организации управления и экономики Бух. учет, планирование, кадры, снабжение, сбыт и т.п. 1С:Предприятие; Trim; Галактика ERP; PLM-решения от Dassault Systèmes, набор приложений Oracle Applications, EIS Globus Professional и др


Файлы упражнений
Вложение не найдено
Вложение не найдено