Язык и алфавит представления информации — справочник студента

ФОРМА И ЯЗЫК ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

Воспринимая информацию с помощью органов чувств, человек стремится зафиксировать ее так, чтобы она стала понятной и другим, представляя ее в той или иной форме.Музыкальную тему композитор может наиграть на пианино, а затем записать с помощью нот. Образы, навеянные все той же мелодией, поэт мо­жет воплотить в виде стихотворения, хореограф выразить танцем, а художник — в картине.

Человек выражает свои мысли в виде предложений, составленных из слов. Слова, в свою очередь, состоят из букв. Это — алфавитное представление информации. Форма представления одной и той же информации может быть различной. Это зависит от цели, которую вы перед собой поставили. С подобными операциями вы сталкиваетесь на уроках математики и физики, когда представляете решение в разной форме. Например, решение задачи: «Найти значение математического выражения у = 5х + 3, при х = -3; -2; -1; 0; 1; 2; 3» можно представить в табличной или графической форме. Для этого вы пользуетесь визуальными средствами представления информации: числами, таблицей, рисунком. Таким образом, информацию можно представить в различной форме: знаковой письменной, состоящей из различных знаков, среди которых принято выделять: символьную в виде текста, чисел, специальных символов (на­пример, текст учебника); графическую (например, географическая карта); табличную (например, таблица записи хода физического эксперимента); в виде жестов или сигналов (например, сигналы регулировщикадорожного движения); устной словесной (например, разговор).

Форма представления информации очень важна при ее передаче: если человек плохо слышит, то передавать ему информацию в звуковой форме нельзя; если у собаки слабо развито обоняние, то она не может работать в розыскной службе.

В разные времена люди пе­редавали информацию в различной форме с помощью: речи, дыма, барабанного боя, звона колоколов, письма, телеграфа, радио, телефо­на, факса. Независимо от формы представления и способа передачи информации, она всегда передается с помощью какого-либо языка.

 На уроках математики вы используете специальный язык, в основе которого — цифры, знаки арифметических действий и отношений. Они составляют алфавит языка математики. На уроках физики при рассмотрении какого-либо физического явления вы используете характерные для данного языка специальные символы, из которых составляете формулы.

Основу любого языка составляет алфавит — набор однозначно оп­ределенных знаков (символов), из которых формируется сообщение. Языки делятся на естественные (разговорные) и формальные. Алфавит естественных языков зависит от национальных традиций.

Формальные языки встречаются в специальных областях человеческой деятельности (математике, физике, химии и т. д.). В мире насчитывается около 10 000 разных языков, диалектов, наречий. Многие разговорные языки произошли от одного и того же языка.

Например, от латинского языка образовались французский, испанский, итальянский и другие языки.

• Естественные и формальные языки.
•  Информация становится понятной, если она выражена языком, на котором говорят те, кому предназначена информация.
• В процессе развития человеческого общества люди выработали большое число языков. Примеры языков:

• ·        разговорные языки (в настоящее время в мире их насчитывают более 2000);
• ·        языки мимики и жестов;
• ·        языки чертежей, рисунков, схем;
• ·        языки науки (математики, химии, биологии и т.д.);
• ·        языки искусства (живописи, музыки, скульптуры, архитектуры и т.д.);
• ·        специальные языки (азбука Брайля для слепых, азбука Морзе, Эсперанто, морской семафор и т.д.);
• ·        алгоритмические языки (блок-схемы, языки программирования).

 Язык –– это знаковая система, используемая для целей коммуникации и познания. Основой большинства языков является алфавит – набор символов, из которых можно составлять слова и фразы данного языка.

Язык характеризуется:

• ·        набором используемых знаков;
• ·        правилами образования из этих знаков таких языковых конструкций, как “слова”, “фразы” и “тексты” (в широком толковании этих понятий);
• ·        набором синтаксических, семантических и прагматических правил использования этих языковых конструкций.

 Все языки можно разделить на естественные и искусственные.

Естественными называются “обычные”, “разговорные” языки, которые складываются стихийно и в течение долгого времени. История каждого такого языка неотделима от истории народа, владеющего им. Естественный язык, предназначенный, прежде всего, для повседневного общения, имеет целый ряд своеобразных черт:

• ·      почти все слова имеют не одно, а несколько значений;
• ·      часто встречаются слова с неточным и неясным содержанием;
• ·      значения отдельных слов и выражений зависят не только от них самих, но и от их окружения (контекста);
• ·      распространены синонимы (разное звучание — одинаковый смысл) и омонимы (одинаковое звучание — разный смысл);
• ·      одни и те же предметы могут иметь несколько названий;
• ·      есть слова, не обозначающие никаких предметов;
• ·      многие соглашения относительно употребления слов не формулируются явно, а только предполагаются и для каждого правила есть исключения и т.д.

Основными функциями естественного языка являются:

• ·      коммуникативная (функция общения);
• ·      когнитивная (познавательная функция);
• ·      эмоциональная (функция формирования личности);
• ·      директивная (функция воздействия).

 Искусственные языки создаются людьми для специальных целей либо для определенных групп людей: язык математики, морской семафор, язык программирования. Характерной особенностью искусственных языков является однозначная определенность их словаря, правил образования выражений и правил придания им значений.

Любой язык –– и естественный и искусственный –– обладает набором определенных правил. Они могут быть явно и строго сформулированными (формализованными), а могут допускать различные варианты их использования.

Формализованный (формальный) язык –– язык, характеризующийся точными правилами построения выражений и их понимания. Он строится в соответствии с четкими правилами, обеспечивая непротиворечивое, точное и компактное отображение свойств и отношений изучаемой предметной области (моделируемых объектов).

В отличие от естественных языков формальным языкам присущи четко сформулированные правила семантической интерпретации и синтаксического преобразования используемых знаков, а также то, что смысл и значение знаков не изменяется в зависимости от каких-либо прагматических обстоятельств (например, от контекста).

Большинство формальных языков (созданных конструкций) строится по следующей схеме.

сначала выбираетсяалфавит, или совокупность исходных символов, из которых будут строиться все выражения языка; затем описываетсясинтаксис языка, то есть правила построения осмысленных выражений.

Буквами в алфавите формального языка могут быть и буквы алфавитов естественных языков, и скобки, и специальные знаки и т.п. Из букв, по определенным правилам можно составлять слова и выражения.

Осмысленные выражения получаются в формальном языке, только если соблюдены определенные в языке правила образования. Для каждого формального языка совокупность этих правил должна быть строго определена и модификация любого из них приводит чаще всего к появлению новой разновидности (диалекта) этого языка.

Формальные языки широко применяются в науке и технике.

В процессе научного исследования и практической деятельности формальные языки обычно используются в тесной взаимосвязи с естественным языком, поскольку последний обладает гораздо большими выразительными возможностями.

В то же время формальный язык является средством более точного представления знаний, чем естественный язык, а следовательно, средством более точного и объективного обмена информацией между людьми.

С точки зрения информатики, среди формальных языков наиболее значительную роль играют формальный язык логики(язык алгебры логики) и языки программирования.

Возникновение языков программирования приходится на начало 50-х годов XX века.

Языков программирования и их диалектов (разновидностей) насчитывается несколько тысяч. Классифицировать их можно по-разному. Некоторые авторы разбивают все многообразие языков программирования на процедурные и декларативные.

В процедурных языках преобразование данных задается с помощью описания последовательности действий над ними. В декларативных языках преобразование данных задается посредством описания отношений между самими данными.

Согласно другой классификации, языки программирования можно разделить на процедурные, функциональные, логические, объектно-ориентированные. Однако любая классификация несколько условна, поскольку, как правило, большинство языков программирования включает в себя возможности языков разных типов.

Особое место среди языков программирования занимают языки, обеспечивающие работу систем управления базами данных (СУБД). Часто в них выделяют две подсистемы: язык описания данных и язык манипулирования

Двоичное кодирование информации  Теория кодирования – это раздел теории информации, связанный с задачами кодирования и декодирования сообщений, поступающих к потребителям и посылаемых из источников информации.Теория кодирования близка к древнейшему искусству тайнописи – криптографии. Над разработкой различных шифров трудились многие известные ученые: философ Ф. Бэкон, математики Д.Кардано, Д. Валлис. Одновременно с развитием методов шифровки развивались приемы расшифровки, или криптоанализа.В середине ХIХ в. ситуация изменилась. Изобретение телефона и искрового телеграфа поставило перед учеными и инженерами проблему создания новой теории кодирования. Первой ориентированной на технику системой кодирования оказалась азбука Морзе, в которой принято троичное кодирование (точка, тире, пауза).Двоичное кодирование – один из распространенных способов представления информации. В вычислительных машинах, в роботах и станках с числовым программным управлением, как правило, вся информация, с которой имеет дело устройство, кодируется в виде слов двоичного алфавита.Двоичный алфавит состоит из двух цифр 0 и 1.Цифровые ЭВМ (персональные компьютеры относятся к классу цифровых) используют двоичное кодирование любой информации. В основном это объясняется тем, что построить техническое устройство, безошибочно различающее 2 разных состояния сигнала, технически оказалось проще, чем то, которое бы безошибочно различало 5 или 10 различных состояний. К недостаткам двоичного кодирования относят очень длинные записи двоичных кодов, что затрудняет работу с ними.  ДВОИЧНОЕ КОДИРОВАНИЕ СИМВОЛЬНОЙ (ТЕКСТОВОЙ) ИНФОРМАЦИИ              Основная операция, производимая над отдельными символами текста — сравнение символов. При сравнении символов наиболее важными аспектами являются уникальность кода для каждого символа и длина этого кода, а сам выбор принципа кодирования практически не имеет значения.              Для кодирования текстов используются различные таблицы перекодировки. Важно, чтобы при кодировании и декодировании одного и того же текста использовалась одна и та же таблица.Таблица перекодировки — таблица, содержащая упорядоченный некоторым образом перечень кодируемых символов, в соответствии с которой происходит преобразование символа в его двоичный код и обратно.Наиболее популярные таблицы перекодировки: ДКОИ-8, ASCII, CP1251, Unicode.             Исторически сложилось, что в качестве длины кода для кодирования символов было выбрано 8 бит или 1 байт. Поэтому чаще всего одному  символу текста, хранимому в компьютере, соответствует один байт памяти.Различных комбинаций из 0 и 1 при длине кода 8 бит может быть 28 = 256, поэтому с помощью одной таблицы перекодировки можно закодировать не более 256 символов. При длине кода в 2 байта (16 бит) можно закодировать 65536 символов. В настоящее время большая часть пользователей при помощи компьютера обрабатывает текстовую информацию, которая состоит из символов: букв, цифр, знаков препинания и др.   Традиционно для того чтобы закодировать один символ используют количество информации равное 1 байту, т. е. I = 1 байт = 8 бит. При помощи формулы, которая связывает между собой количество возможных событий К и количество информации I, можно вычислить сколько различных символов можно закодировать (считая, что символы — это возможные события):   К = 2I = 28 = 256,   т. е. для представления текстовой информации можно использовать алфавит мощностью 256 символов.   Суть кодирования заключается в том, что каждому символу ставят в соответствие двоичный код от 00000000 до 11111111 или соответствующий ему десятичный код от 0 до 255.   Необходимо помнить, что в настоящее время для кодировки русских букв используют пять различных кодовых таблиц (КОИ — 8, СР1251, СР866, Мас, ISO), причем тексты, закодированные при помощи одной таблицы не будут правильно отображаться в другой кодировке. Наглядно это можно представить в виде фрагмента объединенной таблицы кодировки символов.   Одному и тому же двоичному коду ставится в соответствие различные символы. Двоичный код Десятичный код КОИ8 СР1251 СР866 Мас ISO 11000010 194 б В — — Т    Впрочем, в большинстве случаев о перекодировке текстовых документов заботится на пользователь, а специальные программы — конверторы, которые встроены в приложения.   Начиная с 1997 г. последние версии Microsoft Windows&Office поддерживают новую кодировку Unicode, которая на каждый символ отводит по 2 байта, а, поэтому, можно закодировать не 256 символов, а 65536 различных символов.   Чтобы определить числовой код символа можно или воспользоваться кодовой таблицей, или, работая в текстовом редакторе Word 6.0 / 95. Для этого в меню нужно выбрать пункт «Вставка» — «Символ», после чего на экране появляется диалоговая панель Символ. В диалоговом окне появляется таблица символов для выбранного шрифта. Символы в этой таблице располагаются построчно, последовательно слева направо, начиная с символа Пробел (левый верхний угол) и, кончая, буквой «я» (правый нижний угол).   Для определения числового кода символа в кодировке Windows (СР1251) нужно при помощи мыши или клавиш управления курсором выбрать нужный символ, затем щелкнуть по кнопке Клавиша. После этого на экране появляется диалоговая панель Настройка, в которой в нижнем левом углу содержится десятичный числовой код выбранного символа.

Источник: https://www.sites.google.com/site/setiinformatika/home/predstavlenie-informacii

Представление информации, языки, кодирование — урок. Информатика, 10 класс

Из базового курса известно:

— Историческое развитие человека, формирование человеческого общества связано с развитием речи, с появлением и распространением языков. Язык — это знаковая система для представления и передачи информации.

— Люди сохраняют свои знания в записях на различных носителях. Благодаря этому знания передаются не только в пространстве, но и во времени — от поколения к поколению.

— Языки бывают естественными, например, русский, китайский, английский, и формальные, например, математическая символика, нотная грамота, языки программирования. Естественные языки развивались веками и служат для общения людей между собой. Формальные языки разрабатываются для специальных применений.

— Каждый язык имеет свой алфавит. Под алфавитом языка понимают набор используемых символов. Под мощностью алфавита понимают количество составляющих алфавит символов.

Под словом «кодирование» понимают процесс представления информации, удобный для её хранения и/или передачи.

Следовательно, запись текста на естественном языке можно рассматривать как способ кодирования речи с помощью графических элементов (букв, иероглифов).

Записанный текст является кодом, заключающим в себе содержание речи, т. е. информацию.

Кодирование — переход от одной формы представления информации к другой, наиболее удобной для её хранения, передачи или обработки.

Декодирование — процесс по восстановлению первоначальной формы представления информации, т. е. операция, обратная кодированию.

• При кодировании ставятся разные цели и, соответственно, применяются различные способы кодирования.
• Наиболее распространенные цели кодирования:
• 1) экономность (сократить запись);
• 2) надежность (засекретить информацию);
• 3) удобство обработки или восприятия.

Чаще всего кодированию подвергаются тексты на естественных языках (русском, английском и пр.).

1. Существуют три основных способа кодирования текста:
2. 1) графический — с помощью специальных рисунков или значков;
3. 2) числовой — с помощью чисел;
4. 3) символьный — с помощью символов того же алфавита, что и исходный текст.

Процесс чтения текста — это обратный по отношению к письму процесс, при котором письменный текст преобразуется в устную речь. Чтение можно назвать декодированием письменного текста.

А теперь обратим внимание на то, что может существовать много способов кодирования одного и того же текста на одном и том же языке.

Пример:

Русский текст мы привыкли записывать с помощью русского алфавита. Но то же самое можно сделать, используя латинский алфавит.

Иногда так приходится поступать, отправляя SMS по мобильному телефону, на котором нет русских букв, или электронное письмо на русском языке за границу, если у адресата нет русифицированного программного обеспечения.

Например, фразу «Здравствуй, дорогой Саша!» приходится писать так: «Zdravstvui, dorogoi Sasha!».

 Существует множество способов кодирования. Например, стенография — быстрый способ записи устной речи. Ею владеют лишь немногие специально обученные люди — стенографисты.

Они успевают записывать текст синхронно с речью выступающего человека. В стенограмме один значок обозначает целое слово или сочетание букв. Скорость стенографического письма превосходит скорость обычного в 4-7 раз.

Пример стенографии, в которой написано следущее: «Говорить умеют все люди на свете. Даже у самых примитивных племен есть речь. Язык — это нечто всеобщее и самое человеческое, что есть на свете»:

Стенография — скоростное письмо, основанное на применении специальных систем знаков и сокращений слов и словосочетаний, позволяющее вести синхронную запись устной речи и рационализировать технику письма.

Для кодирования одной и той же информации могут быть использованы разные способы; их выбор зависит от ряда обстоятельств: цели кодирования, условий, имеющихся средств.

Если надо записать текст в темпе речи, делаем это с помощью стенографии; если надо передать текст за границу, пользуемся латинским алфавитом; если надо представить текст в виде, понятном для грамотного русского человека, записываем его по правилам грамматики русского языка.

Еще одно важное обстоятельство:

Выбор способа кодирования информации может быть связан с предполагаемым способом её обработки.

Обсудим это на примере представления чисел — количественной информации. Используя русский алфавит, можно записать число «тридцать пять». Используя же алфавит арабской десятичной системы счисления, пишем: (35).

Пусть нам надо произвести вычисления.

Скажи, какая запись удобнее для выполнения расчётов: «тридцать пять умножить на сто двадцать семь» или «(35 х 127)»? Очевидно, что для перемножения многозначных чисел вы будете пользоваться второй записью.

Заметим, что две эти записи, эквивалентные по смыслу, используют разные языки: первая — естественный русский язык, вторая — формальный язык математики, не имеющий национальной принадлежности.

Переход от представления на естественном языке к представлению на формальном языке можно также рассматривать как кодирование.

Человеку удобно использовать для кодирования чисел десятичную систему счисления, а компьютеру — двоичную систему.

В некоторых случаях возникает потребность засекречивания текста сообщения или документа для того, чтобы его не смогли прочитать те, кому не положено. Это называется защитой от несанкционированного доступа. В таком случае секретный текст шифруется. В давние времена шифрование называлось тайнописью.

Шифрование представляет собой процесс превращения открытого текста в зашифрованный, а дешифрование — процесс обратного преобразования, при котором восстанавливается исходный текст. Шифрование — это тоже кодирование, но с засекреченным методом, известным только источнику и адресату. Методами шифрования занимается наука криптография.

Для осуществления шифрования используются специальные математические алгоритмы (криптоалгоритмы). Шифрование гарантирует защиту секретной информации от несанкционированного доступа со стороны третьих лиц. Для восстановления зашифрованной информации осуществляется обратное преобразование — расшифровка. Для расшифровки информации необходимо наличие соответствующего секретного ключа.

Подробнее об основных алгоритмах шифрования можно узнать здесь.

Шифрование — метод защиты любой информации от несанкционированного доступа, просмотра, а также её использования, основанный на преобразовании данных в зашифрованный формат.

Криптография — это наука о методах и принципах передачи и приема зашифрованной с помощью специальных ключей информации.

Ключ — секретная информация, используемая криптографическим алгоритмом при шифровании/расшифровке сообщений.

Источники:

Информатика и ИКТ. Задачник-практикум : в 2т. Т. 1 / Л. А. Залогова [и др.] ; под ред. И. Г. Семакина, Е. К. Хеннера. — 3-е изд. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011, стр. 10

Источник: https://www.yaklass.ru/p/informatika/10-klass/informatciia-i-informatcionnye-protcessy-11955/kodirovanie-informatcii-11899/re-9dab4961-d1c0-4168-b17e-53b36fe80ae2

Язык как способ представления информации. кодирование информации

Язык — множество символов и совокупность правил, определяющих способы составления из этих символов осмысленных сообщений. Семантика — система правил и соглашений, определяющая толкование и придание смысла конструкциям языка.

Кодирование информации — это процесс формирования определенного представления информации. При кодировании информация представляется в виде дискретных данных. Декодирование является обратным к кодированию процессом.

В более узком смысле под термином кодирование часто понимают переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи или обработки. Компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме. Вся другая информация (например, звуки, изображения, показания приборов и т. д.

) для обработки на компьютере должна быть преобразована в числовую форму. Например, чтобы перевести в числовую форму музыкальный звук, можно через небольшие промежутки времени измерять интенсивность звука на определенных частотах, представляя результаты каждого измерения в числовой форме.

С помощью программ для компьютера можно выполнить преобразования полученной информации.

Аналогичным образом на компьютере можно обрабатывать текстовую информацию. При вводе в компьютер каждая буква кодируется определенным числом, а при выводе на внешние устройства (экран или печать) для восприятия человеком по этим числам строятся изображения букв. Соответствие между набором букв и числами называется кодировкой символов.

Знаки или символы любой природы, из которых конструируются информационные сообщения, называют кодами. Полный набор кодов составляет алфавит кодирования. Простейшим алфавитом, достаточным для записи информации о чем-либо, является алфавит из двух символов, описывающих два его альтернативных состояния (да — нет, + — -, 0 или 1).

Как правило, все числа в компьютере представляются с помощью нулей и единиц (а не десяти цифр, как это привычно для людей).

Ввод чисел в компьютер и вывод их для чтения человеком может осуществляться в привычной десятичной форме, а все необходимые преобразования выполняют программы, работающие на компьютере.

Любое информационное сообщение можно представить, не меняя его содержания, символами того или иного алфавита или, говоря иначе, получить ту или иную форму представления.

Например, музыкальная композиция может быть сыграна на инструменте (закодирована и передана с помощью звуков), записана с помощью нот на бумаге (кодами являются ноты) или намагничена на диске (коды — электромагнитные сигналы).

Способ кодирования зависит от цели, ради которой оно осуществляется. Это может быть сокращение записи, засекречивание (шифровка) информации, или, напротив, достижение взаимопонимания.

Например, система дорожных знаков, флажковая азбука на флоте, специальные научные языки и символы — химические, математические, медицинские и др., предназначены для того, чтобы люди могли общаться и понимать друг друга.

От того, как представлена информация, зависит способ ее обработки, хранения, передачи и т.д.

Компьютер с точки зрения пользователя работает с информацией самой различной формы представления: числовой, графической, звуковой, текстовой и пр.

Значит, должны существовать способы перевода информации из внешнего вида, удобного пользователю, во внутреннее представление, удобное компьютеру, и обратно.

Статьи к прочтению:

Естественные и формальные язык. Формы представления информации | Информатика 7 класс #8 | Инфоурок

Источник: http://csaa.ru/jazyk-kak-sposob-predstavlenija-informacii/

Языки представления информации

Представление информации

1.1.1. Информация. Язык как способ представления и передачи информации: естественные и формальные языки Информация— одно из основных, фундаментальных понятий мира, наряду с такими основополагающими понятиями науки, как материя и энергия. Понятие «информация» (от лат.

informatio — разъяснение, изложение, осведомление; informare — придавать форму) вошло в широкое употребление в середине XX века. Несмотря на всю его важность, строгого определения информации, пригодного для всех областей науки, сегодня не существует.

В обыденной жизни под информациейпонимают сведения о предметах, явлениях, фактах, действиях, процессах, передаваемые людьми устным, письменным или другим образом. Иными словами, это сведения об окружающем мире и процессах, протекающих в нем.

Сведения о внешнем мире человек воспринимает с помощью органов чувств (зрения, слуха, вкуса, обоняния, осязания). Таким образом, информация— это знания, сведения, которые человек получает из окружающего мира с помощью органов чувств. Такой подход к понятию «информация» можно назвать субъективным.

Однако понятие «информация» намного шире обыденного понимания.

Так, с позиции кибернетики* информация— это совокупность сигналов, воздействий или сведений, которые система или объект воспринимает извне (входная информация), выдает в окружающую среду (выходная информация) или хранит в себе (внутренняя информация).

Такое определение позволяет рассматривать с единой точки зрения самые разные процессы: передачу сообщений по техническим каналам связи, деятельность нервной системы человека и животных, работу вычислительных машин, различные процессы управления и т. д.

Для кибернетического подхода важно, что информация используется для активного действия, управления, т. е. в целях сохранения, совершенствования, развития системы. Например, система управления автомобилем реагирует на нажатие педали газа водителем и регулирует подачу топлива в двигатель. Термостат воспринимает изменение температуры в помещении и в соответствии с заданным режимом включает или отключает отопительные приборы. Нейроны человека в случае, например, ожога или укола передают нервные импульсы к мышцам, что вызывает их быстрое сокращение. На основе генетической информации, заложенной в луковице тюльпана, из нее вырастает цветок определенного цвета.

В теории информации** под информацией понимается не каждое сообщение, а лишь такое, которое содержит неизвестные для получателя факты и дополняет его представление об объекте или процессе.

С точки зрения такого вероятностного подхода информация— это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности и неполноты знаний.

При таком подходе, например, формулировка теоремы Пифагора или название столицы Франции не являются информацией, если эти сведения уже известны получателю.

Функциональный подход определяет информациюкак форму отражения и часто связывает ее с живыми системами. Отражение понимается как результат некоторого воздействия. Некоторый объект считается носителем информации о другом объекте (или внешнем мире), если в нем происходят изменения, отражающие воздействия на него этого второго объекта. Например, проводник нагревается и удлиняется, если он включен в электрическую цепь; металлы, находящиеся на воздухе, окисляются. Тем самым эти объекты передают информацию о внешней среде.

* Кибернетика, по определению ее основоположника Норберта Винера, — наука о связи и управлении в машинах и животных, а также в обществе и человеческих существах.

** Теория информации — математическая теория систем связи и передачи информации. Ее создателем, так же как и основоположником цифровой связи, считается Клод Шеннон.

Примерами отражения могут служить танец пчел, сообщающих о найденном источнике пищи; распускание почек на растениях при весеннем потеплении; дрожь человека как реакция на холод или рельеф Земли как результат тектонических процессов в ее недрах.

В компьютерной обработке данных под информациейпонимают последовательность символьных обозначений (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т. п.), несущую смысловую нагрузку и представленную в доступном компьютеру виде.

Как правило, наиболее часто в информатике используется следующее определение. Информация — это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, которые являются объектом хранения, преобразования, передачи и использования.

Науку, изучающую структуру и общие свойства информации, а также методы ее представления, накопления, хранения, поиска, обработки, передачи и воспроизведения с помощью технических средств, называют информатикой.

Виды информации

Одно и то же информационное сообщение может быть представлено знаками, записанными на бумаге или высеченными в камне; звуковыми волнами при устном сообщении; нервными импульсами в процессе говорения; электрическими импульсами при телефонной передаче или телевизионном показе и многими другими способами. Таким образом, информация различается по форме представления.

Технические системы обрабатывают информацию в сигнальном представлении. Человек воспринимает информацию также в виде знаков и образов. Это могут быть числа, тексты, графическое представление (таблицы, рисунки, чертежи, схемы, фотографии), видеоинформация и др.

Информация может быть представлена и звуковыми сигналами (устная речь, музыка), жестами, запахами, вкусами, световыми сигналами, электрическими и нервными импульсами, перепадами давления или температуры и др. Соответственно, и носителями информации могут быть разные объекты. Среди них — материальные предметы (бумага, камень и т. д.

); волны различной природы (звуковые, электромагнитные (световые, радиоволны), гравитационные); состояние вещества (давление, концентрация, температура). По способу восприятия человеком различают информацию визуальную (зрительную), аудиальную (звуковую), вкусовую, обонятельную, тактильную.

Значительную часть информации человек получает благодаря зрительному восприятию, меньшую — благодаря слуховому, остальные способы получения информации для человека менее важны. Поэтому в целом человек характеризуется аудиовизуальным восприятием информации.

Cвойства информации

 Объективность.Информация не зависит от методов ее фиксации, чьего-либо мнения, суждения. Например, сообщение «до озера недалеко» несет субъективную информацию (зависящую от человека), а сообщение «до озера 4 км» — объективную.

Объективную информацию можно получить, например, с помощью различных измерительных приборов. Достоверность.Информация соответствует реальности, истинному состоянию. Недостоверной информация может стать в результате неточных измерений, помех либо в случае сознательного искажения.

Информация важна, насущна именно в настоящий момент. Ценность (полезность, значимость).Информация значима для решения поставленной задачи. Избыточная, лишняя информация называется шумом.

Разница между полезной информацией и шумом условна — в разное время, при разных обстоятельствах и для разных потребителей одна и та же информация может быть ценной или лишней.

Понятность (ясность).Информация выражена способом, доступным получателю, и обеспечивает ясное и однозначное понимание.

Языки представления информации

Информацию можно представлять с помощью знаков. Знаковые системы— это наборы знаков определенного типа. Примерами знаковых систем являются разговорные языки, системы счисления, нотная грамота, математические формулы.

Каждая знаковая система строится на основе определенного алфавита— некоторого конечного упорядоченного набора знаков (символов или сигналов). Полное число символов алфавита называют мощностью алфавита. В знаковую систему включаются также и правила выполнения операцийнад знаками алфавита.

Язык — определенная знаковая система представления информации. Существуют естественные и формальные языки. К естественным языкамотносятся разговорные языки в устной и письменной форме, язык мимики и жестов и др. Разговорные языки начали формироваться еще в древнейшие времена для обмена информацией между людьми.

На сегодняшний день существует несколько тысяч естественных языков — например, русский, английский, арабский, китайский и др. В устной речи в качестве знаков языка используются различные звуки (фонемы). В основе письменной речи лежит алфавит — набор знаков (букв или иероглифов), которые человек различает по их начертанию.

Алфавит русского языка называется кириллицей и содержит 33 знака, английский язык использует латиницу и содержит 26 знаков. Из символов алфавита по правилам грамматики составляются слова, а из них по правилам синтаксиса — предложения.

Формальные языки— это специальные языки для различных областей человеческой деятельности. Они имеют жестко фиксированный алфавит и строгие правила грамматики и синтаксиса. Примерами формальных языков служат языки программирования, системы счисления, алгебра и другие языки математики, нотная запись, язык дорожных знаков.

Например, десятеричная система счисления — это знаковая система, в качестве алфавита которой используются арабские цифры, а выполнение арифметических операций над ними задается строгими правилами. Азбука Морзе представляет собой алфавит из двух знаков (точки и тире) и правила составления сигналов из этих знаков.

1.1.2. Формализация описания реальных объектов и процессов, моделирование объектов и процессов

Модель — искусственно созданный объект, который замещает исследуемый объект и отображает в более простом, уменьшенном виде структуру, свойства, взаимосвязи и отношения между его элементами.

Моделирование ставит целью понять сущность объекта, научиться им управлять, прогнозировать его состояние или действия. Моделировать можно существующие предметы, явления, процессы, а также не существующие: объекты, которые планируется разработать, явления, которые могут и не произойти, и т. д.

По назначению различают модели научно-технические, исследовательские, обучающие, имитационные и др.

Научно-технические моделипозволяют исследовать явления и процессы в лабораторных, а не в реальных условиях. Исследовательские моделидают возможность изучить потенциальные свойства или характеристики сооружений и механизмов до их воплощения в жизнь, чтобы избежать возможных ошибок.

Обучающие моделии тренажеры используются для изучения или демонстрации свойств каких-либо объектов, процессов или явлений. Имитационные модели позволяют заменить (сымитировать) исследуемый объект другим со схожими свойствами. Для исследования одного и того же объекта могут использоваться разные модели. Для исследования разных объектов может использоваться одна и та же модель.

По способу реализации модели подразделяют на материальные и информационные.

Материальные моделиимеют реальное воплощение: макеты, копии, образцы. Информационные моделипредставляют совокупность информации, характеризующей свойства и состояние объекта и его взаимосвязи с внешним миром. Примерами информационных моделей служат качественные описания, схемы и чертежи, таблицы и рисунки, химические формулы и географические карты, диаграммы и планы и т. д.

Этапы разработки формальной информационной модели: 1. Анализ исследуемого объекта и его свойств, выделение существенных свойств с точки зрения моделирования. 2. Выбор формы представления модели. 3. Формализация. 4. Анализ модели на непротиворечивость. 5. Анализ адекватности (соответствия) модели целям и задачам моделирования.

Математические модели — информационные модели в виде совокупности математических формул, отражающих взаимозависимости между параметрами объекта.

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 1425;

Источник: https://studopedia.net/3_85203_yaziki-predstavleniya-informatsii.html

Языки

Язык— это определенная система символьного представления информации. В словаре по школьной информатике, составленном А.П.

Ершовым [6], дано такое определение: “Язык — множество символов и совокупность правил, определяющих способы составления из этих символов осмысленных сообщений”.

Поскольку под осмысленным сообщением понимается информация, то данное определение по сути своей совпадает с первым.

Языки делятся на две группы: естественные и формальные. Естественные языки — это исторически сложившиеся языки национальной речи. Для большинства современных языков характерно наличие устной и письменной форм речи.

Анализ естественных языков в большей степени является предметом филологических наук, в частности, лингвистики. В информатике анализом естественных языков занимаются специалисты в области искусственного интеллекта.

Одна из целей разработки проекта ЭВМ пятого поколения — научить компьютер понимать естественные языки.

Формальные языки — это искусственно созданные языки для профессионального применения. Они, как правило, носят международный характер и имеют письменную форму. Примерами таких языков являются язык математики, язык химических формул, нотная грамота — язык музыки и др.

С любым языком связаны следующие понятия: алфавит — множество используемых символов; синтаксис — правила записи языковых конструкций (текста на языке); семантика — смысловая сторона языковых конструкций; прагматика — практические последствия применения текста на данном языке.

Для формальных языков характерна принадлежность к ограниченной предметной области (математика, химия, музыка и пр.).

Назначение формального языка — адекватное описание системы понятий и отношений, свойственных для данной предметной области. Поэтому все названные выше компоненты языка (алфавит, синтаксис и др.

) ориентированы на специфику предметной области. Язык может развиваться, изменяться, дополняться вместе с развитием своей предметной области.

Известны примеры языков, находящихся в промежуточном состоянии между естественными и формальными. Язык эсперанто был создан искусственно для общения людей разных национальностей. А латынь, на которой в древности говорили жители Римской империи, в наше время стала формальным языком медицины и фармакологии, утратив функцию разговорного языка.

Языки информатики

Далее речь пойдет о языках, используемых при работе ЭВМ, в компьютерных информационных технологиях.

Информация, циркулирующая в компьютере, делится на два вида: обрабатываемая информация (данные) и информация, управляющая работой компьютера (команды, программы, операторы).

Информацию, представленную в форме, пригодной для хранения, передачи и обработки компьютером, принято называть данными.

Примеры данных: числа при решении математической задачи; символьные последовательности при обработке текстов; изображение, введенное в компьютер путем сканирования, предназначенное для обработки.

Способ представления данных в компьютере называется языком представления данных.

Для каждого типа данных различается внешнее и внутреннее представление данных. Внешнее представление ориентировано на человека, определяет вид данных на устройствах вывода: на экране, на распечатке.

Внутреннее представление — это представление на носителях информации в компьютере, т.е. в памяти, в линиях передачи информации.

Компьютер непосредственно оперирует с информацией во внутреннем представлении, а внешнее представление используется для связи с человеком.

В самом общем смысле можно сказать, что языком представления данных ЭВМ является язык двоичных кодов. Однако с точки зрения приведенных выше свойств, которыми должен обладать всякий язык: алфавита, синтаксиса, семантики, прагматики, — нельзя говорить об одном общем языке двоичных кодов.

Например, двоичный код “0100000100101011” на языке представления целых чисел обозначает десятичное число 16 683, а на языке представления символьных данных обозначает два символа — “А+”. Таким образом, для разных типов данных используются разные языки внутреннего представления.

Все они имеют двоичный алфавит, но различаются интерпретацией символьных последовательностей.

Языки внешнего представления данных обычно приближены к привычной для человека форме: числа представляются в десятичной системе, при записи текстов используются алфавиты естественных языков, традиционная математическая символика и пр.

В представлении структур данных используется удобная табличная форма (реляционные базы данных). Но и в этом случае всегда существуют определенные правила синтаксиса и семантики языка, применяется ограниченное множество допустимых символов.

Внутренним языком представления действий над данными (языком управления работой компьютера) является командный язык процессора ЭВМ. К внешним языкам представления действий над данными относятся языки программирования высокого уровня, входные языки пакетов прикладных программ, командные языки операционных систем, языки манипулирования данными в СУБД и пр.

Любой язык программирования высокого уровня включает в себя как средства представления данных — раздел данных, так и средства представления действий над данными — раздел операторов (см. “Языки программирования” ). То же самое относится и к другим перечисленным выше типам компьютерных языков.

Среди формальных языков науки наиболее близким к информатике является язык математики. В свою очередь, из множества математических дисциплин наибольшее приложение в информатике имеют теория чисел и математическая логика.

В связи с этим можно говорить о том, что темы систем счисления (языка представления чисел) и основ математической логики (языка логики) относятся к фундаментальным основам информатики (см. “Системы счисления” и “Логические выражения” ).

Методические рекомендации

В пропедевтическом и базовом курсах информатики большое образовательное значение имеет разговор о языках применительно к человеку. Знакомый ученикам термин “язык” приобретает новый смысл в их сознании. Вокруг этого термина строится целая система научных понятий. Понятие языка является одним из важнейших системообразующих понятий курса информатики.

Изучая каждое новое средство ИКТ, следует обращать внимание учеников на то, что для работы с ним пользователь должен овладеть определенным формализованным языком, что его использование требует строгого соблюдения правил языка: знания алфавита, синтаксиса, семантики и прагматики.

Такая строгость связана с тем, что формализованные языки, как правило, не обладают избыточностью. Поэтому любое нарушение правил (использование символа, не входящего в алфавит, неправильное употребление разделительных знаков, например, запятой вместо точки и т.п.) приводит к ошибке.

Например, правила записи формул в электронных таблицах и арифметических выражений в языках программирования практически одинаковы. Существуют и различия, на которые тоже следует обращать внимание.

Например, в языках программирования логические связки (NOT, AND, OR) являются знаками операций, а в электронных таблицах — именами функций.

Для упрощения работы пользователя в современном программном обеспечении часто применяются различного рода оболочки, обеспечивающие удобный пользовательский интерфейс. Следует объяснять ученикам, что за этими оболочками, как правило, скрыт определенный формализованный язык. Например, за графической оболочкой операционной системы Windows скрывается командный язык ОС.

Другой пример: СУБД MS Access предоставляет пользователю возможность для создания БД использовать конструктор таблиц, а для построения запросов — конструктор запросов. Однако за этими высокоуровневыми средствами “скрывается” SQL — универсальный язык описания данных и манипулирования данными.

Перейдя в соответствующий режим, можно показать, как выглядят команды на SQL, сформированные в результате работы с конструктором.

Источник: https://xn—-7sbbfb7a7aej.xn--p1ai/informatika_kabinet/inf_predst/inf_predst_07.html