Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский  Государственный технологический  институт

(Технический  университет) 

Кафедра экономики и менеджмента 

Курсовая  работа по информатике

Задание№20

Подготовила:

Жадан Анна Игоревна

Группа 783

Проверил:

Табурчак Алексей Петрович

Санкт-Петербург

2009

Содержание

1. Сигналы; кодирование и квантование сигналов. Системы счисления.
2. Центральный процессор, системные шины.
3. Понятие системного программного обеспечения: назначение, возможности, структура; операционные системы.
4. Электронные презентации
5. Классификация и формы представления моделей
6. Операторы циклов и ветвления.
7. Основные понятия языков программирования. Развитие языков программирования.
8. Назначение и основы использования систем искусственного интеллекта; базы знаний, экспертные системы, искусственный интеллект
9. Компьютерные коммуникации и коммуникационное оборудование.
10. Информационная безопасность и ее составляющие.

 

Сигналы; кодирование  и квантование  сигналов. Системы счисления.

     Сигнал  (от лат. signum — знак) - знак, физический процесс (или явление), несущий информацию о каком-либо событии, состоянии объекта наблюдения либо передающий команды управления, указания, оповещения.

     Сигнал  является материальным носителем информации, которая передается от источника к потребителю.

     Сигнал  – это изменяющийся во времени физический процесс.

     Такой процесс может содержать различные  характеристики.

     При взаимодействии сигнала с физическими  телами возникают определенные изменения  свойств этих тел, которые можно зарегистрировать.

     Таким образом, будем считать, что данные – это зарегистрированные сигналы.

     Характеристика, которая используется для представления  данных, называется параметром сигнала.

     Если  параметр сигнала принимает ряд  последовательных значений и их конечное число, сигнал называется дискретным.

     Если  параметр сигнала непрерывная функция, то сигнал называется непрерывным.

     Квантование сигнала - преобразование сигнала в последовательность импульсов (квантование сигнала по времени) или в сигнал со ступенчатым изменением амплитуды (квантование сигнала по уровню), а также одновременно и по времени, и по уровню. Применяется при преобразовании непрерывной величины в код в вычислительных устройствах, цифровых измерительных приборах и др.

     Данные, безусловно, несут в себе информацию, но они ей не тождественны. Для того чтобы данные стали информацией  необходимо наличие методов пересчета  одной величины в другую. Данные – диалектическая составная часть  информации. В соответствии с методом  регистрации данные могут храниться и транспортироваться на носителях различных видов.

     Самым распространенным носителем данных в настоящее время является бумага. На бумаге данные регистрируются путем  изменения оптических характеристик  ее поверхности. В то же время изменение коэффициента отражения поверхности в определенном диапазоне длин волн используется в устройствах, осуществляющих запись лазерным лучом на пластмассовых носителях с отражающим покрытием (CD ROM). Магнитные ленты и магнитные диски, служащие в современных компьютерах главными  носителями информации, используют изменение магнитных свойств тела. Свойства информации получаемой пользователем, тесно связаны со свойствами носителей данных, с которых эта информация будет получена. Любой носитель можно характеризовать параметром разрешающей способности, т.е. количеством данных записанных в принятой на носителе единице измерения, и динамическим диапазоном – логарифмическим отношением интенсивности амплитуд максимального и минимального регистрируемого сигнала. От этих свойств носителя зависят такие свойства информации, как полнота, доступность и достоверность. Задача преобразования данных с целью смены носителя относится к одной из важнейших задач информатики. В стоимости вычислительных систем устройства для ввода и вывода данных, работающие с носителями информации, составляют не меньше половины стоимости аппаратных средств.

     Обуславливая  диалектическое единство данных и методов  в информационном процессе, определяют следующие понятия.

     Динамический  характер информации. Данные имеют статичный характер. Информация динамически меняется и существует только в момент времени взаимодействия данных и методов. Таким образом, информация существует только в момент протекания информационного процесса. Все остальное время она содержится в виде данных.

     Требования  адекватности методов. Одни и те же данные могут в момент потребления поставлять разную информацию, в зависимости от степени адекватности взаимодействующих с ними методов. Использование более адекватных методов даст более полную информацию.

     Диалектический  характер взаимодействия данных и методов. Данные являются объективными, это результат регистрации объективно существовавших сигналов, вызванных изменениями в материальных полях или телах. В тоже время методы являются субъективными. В основе искусственных методов лежит алгоритм, т.е. упорядоченная последовательность команд, составленная и подготовленная человеком (субъектом). В основе естественных методов лежат биологические свойства субъектов информационного процесса.

     Таким образом, информация возникает и  существует в момент диалектического  взаимодействия объективных данных и субъективных методов.

     Для автоматизации работы с данными, относящимися к различным типам  и несущим в себе различную  информацию очень важно унифицировать форму их представления. Для этого обычно используется прием кодирования.

     Кодирование – это выражение данных одного типа через данные другого типа.

     Естественные  человеческие языки – это ничто  иное, как системы кодирования  понятий для выражения мыслей посредством речи.

     В вычислительной технике работа ведется  с числовой информацией. Остальная  информация тексты, звуки, изображения  и т.д. для обработки в вычислительной среде должна быть преобразована  в числовую форму. При этом все  числа в память компьютера записываются с использованием так называемого двоичного кодирования. Двоичное кодирование основано на представлении данных последовательностью всего двух знаков 0 и 1. Эти знаки называются двоичными цифрами, по-английски binary digit или сокращенно (bit) бит.

     Двоичная  система кодирования выбрана  совсем не случайно. Она легко реализуется  технически. Электронные схемы для  обработки двоичных кодов должны находиться в одном из двух состояний  «есть сигнал/нет сигнала» или «высокое/низкое» напряжение и т.д. Схему легко переключать из одного состояния в другое.

     Бит – минимальная единица информации в вычислительной технике. Один двоичный разряд.

     Группа  из восьми бит называется байт и обеспечивает основу записи информации в память компьютера.

     1024 байта = 1 килобайту (Кб)

     1024 килобайта = 1мегабайту (Мб)

     1024 мегабайта = 1 гигабайту (Гб)

     Для правильного понимания, как представляется информации в памяти компьютера, рассмотрим различные системы счисления, используемые современными вычислительными средствами.

     Система счисления - это совокупность правил наименования и изображения чисел с помощью набора знаков.

     Системы счисления бывают позиционные и непозиционные.

     Непозиционная система счисления – это система, где порядок цифры в числе определяется по установленному правилу. Например, непозиционной системой счисления является «римская» система.

     Позиционной системой счисления, называется система - где порядок цифры в числе определяется рядом степени числа, которое является основанием данной системы счисления.

     В общем виде целое число в позиционной системе счисления можно представить выражением:

     N (m) = k₀ * m⁰ + k₁ * m¹ +...k_n-1 * m^n-1 ,

     где

• N( m )- число в m-ой системе счисления;
• m - разрядность системы (двоичная, восьмеричная, десятичная, шестнадцатеричная системы m = 2; m = 8; m = 10, m = 16);
• n – количество разрядов в числе;
• k – цифра в числе.

     Рассмотрим, как записываются числа в позиционных  системах счисления, используемых современной  вычислительной техникой.

     Десятичная  система счисления. Основанием десятичной системы является ряд степени числа 10. Разрядность системы m = 10. В десятичной системе счисления 10 цифр (от 0 до 9). Возьмем, к примеру, десятичное число 1957. Число, состоит из четырех цифр - четырехзначное, т.е. n =4. Используя выше приведенную формулу, получим число в десятичной системе счисления.

     N(10) = 7*10⁰ + 5*10¹ + 9*10² + 1*10³ = 1957

     Двоичная  система счисления. Основанием двоичной системы является ряд степени числа 2. Разрядность системы m = 2. В двоичной системе счисления 2 цифры (0 и 1). Возьмем, к примеру, двоичное число 100011В (В–идентификатор двоичной системы счисления). Число, состоит из шести цифр - шестизначное, т.е. n = 6. Используя выше приведенную формулу, получим десятичное число.

     N(2) = 1*2⁰ + 1*2¹ + 0*2² + 0*2³ + 0*2⁴ + 1*2⁵ = 35,

     т.е. двоичное число 100011В = десятичному числу 35.

     Обратим внимание, что для записи чисел  в позиционных системах счисления  могут быть использованы одинаковые  цифры. Так цифры 0 и 1 используются как  десятичной, так и двоичной системой. Поэтому в записи чисел недесятичной системы счисления принято использовать буквы являющиеся идентификаторами систем счисления и позволяющие отличить числа одной системы счисления от другой.

     Восьмеричная  система счисления. Основанием восьмеричной системы является ряд степени числа 8. Разрядность системы m = 8. В восьмеричной системе счисления 8 цифр (от 0 до 7). Возьмем, к примеру, восьмеричное число 573Q (Q–идентификатор восьмеричной системы счисления). Число, состоит из трех цифр - трехзначное, т.е. n = 3. Используя выше приведенную формулу, получим десятичное число.

     N(8) = 3*8⁰ + 7*8¹ + 5*8² = 379,

     т.е. восьмеричное число 573Q = десятичному числу 379.

     Шестнадцатеричная система счисления. Основанием шестнадцатеричной системы является ряд степени числа 16. Разрядность системы m = 16. В шестнадцатеричной системе счисления 16 цифр (от 0 до F), первые десять цифр от 0 до 9 совпадают с цифрами десятичной системы, а затем идут цифры: A – цифра десять; B – цифра одиннадцать; C – цифра двенадцать; D – цифра тринадцать; E – цифра четырнадцать; F – цифра пятнадцать. Возьмем, к примеру, шестнадцатеричное число 1A7H (H–идентификатор шестнадцатеричной системы счисления). Число, состоит из трех цифр - трехзначное, т.е. n = 3. Используя выше приведенную формулу, получим десятичное число.

     N(16) = 7*16⁰ + 10*16¹ + 1*16² = 423,

     т.е. шестнадцатеричное число 1A7H = десятичному  числу 423.

     Каждый  раз, вычисляя число N(m) по приведенной  выше формуле мы получаем число в  десятичной системе. Таким образом, числа из 2-ой, 8-ой и 16-ой системы мы переводили в десятичную систему счисления.