Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

Информатика->Курсовая работа
Потребность в решении возникает только при наличии проблемы, которая в общем виде характеризуется двумя состояниями — заданным (планируемым) и фактиче...полностью>>
Информатика->Реферат
Информационная техника может значительно способствовать выполнению требований рынка. Определенного роста эффективности можно достичь и с помощью локал...полностью>>
Информатика->Реферат
В настоящее время развитие web-технологий крайне интенсивно. Десять лет назад в процессе разработки интернет-приложений программистам приходилось букв...полностью>>
Информатика->Реферат
товаров покупателям Розничная торговля Решение о выдачи заказа и его запаздывание Транспортное запаздывание Запаздывание выполнения заказов Запаздыван...полностью>>

Главная > Конспект >Информатика

Сохрани ссылку в одной из сетей:

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования

Тульский государственный университет

Кафедра прикладной математики и информатики

ИНФОРМАТИКА

Конспект лекций для студентов

Направления: 010500 - Прикладная математика и информатика

специальности: 010501 - Прикладная математика

очной формы обучения

Тула 2005

Разработал М.Б.Кривоногов, канд. техн. наук, доцент.

Лекция 1

Введение

Широкое внедрение вычислительных машин, информатики, компьютерных технологий в жизнь и профессиональную деятельность современного человека требует от него определенных знаний по информатике.

Понятие информации определяется как “знания получаемые в процессе чтения, наблюдения, изучения…”. В кибернетике понятие информация определяется как “новые знания об объекте управления, позволяющие вырабатывать управленческие решения, как мера устранения неопределенности в управленческой системе, как упорядоченное отражение действительности”. Применительно к вычислительным наукам понятие информация определяется как “сведения, представленные в символьной форме”.

Таким образом, текст книги, научные данные и формулы, сальдо, поступления и выплаты по банковскому счету, тарифы и сроки платежей, расписание занятий, сообщения радиолокационных станций являются видами информации.

Следует отличать понятие “информация” от понятия “данные”. Всякое информационное сообщение несет в себе сведения об управляемом объекте, то есть данные о нем, но не всякое сообщение требует управленческих воздействий, то есть оно не обязательно содержит новые знания - информацию.

Процесс наблюдения и отражения реальной действительности представляет собой непрерывное или дискретное получение многочисленных данных о наблюдаемом объекте. Чтобы из этого множества данных получить необходимую для управления информацию, поток данных необходимо обработать по специальному алгоритму.

В настоящее время рост потоков информации во всех областях человеческой деятельности так велик, что его часто называют информационным взрывом. В огромном объеме разнообразных сведений очень трудно, а порой невозможно разобраться, отличить нужное от ненужного, найти то, что требуется. Все это приводит к большим потерям времени, финансов и прочих ресурсов.

Необходимость в регистрации, обработке, передаче и хранении больших объемов информации, представленной числовыми, символьными, зрительными, речевыми и другими данными, с высокими скоростями потребовала создания помощников человеку в этих вопросах.

Такими помощниками и являются современные ЭВМ. Наука, исследующая законы и методы обработки, накопления и передачи информации с помощью ЭВМ называется информатикой.

До недавнего времени вычислительные машины обрабатывали только цифровые данные и свое название – ЭВМ (компьютер) – унаследовали от профессии “большого арифмометра”. В связи с этим языки для описания алгоритмов обработки данных (языки программирования) были ориентированы на создание математических моделей в физике, механике, экономике, управлении и т. д.

Способность современных компьютеров обрабатывать символьные данные составляет основу всех видов коммуникационных отношений между людьми. Символы или знаки в зрительной, звуковой или других формах общения образуют естественные языки и языки точных наук. Именно способность ЭВМ обрабатывать данные в символьной форме явилась одной из предпосылок того, чтобы говорить об искусственном интеллекте как о свойстве вычислительных машин и их программ решать задачи, традиционно считавшиеся интеллектуальными.

Таким образом, была открыта новая область применения компьютеров – возможность их включения в коммуникационные отношения между людьми в качестве инструментов повышения интеллектуальной деятельности, способных анализировать и синтезировать тексты и речь, распознавать зрительные образы и сцены и соответствующим образом реагировать на них.

Способность ЭВМ анализировать и синтезировать тексты и речь определяет новый стиль применения вычислительной техники, когда она используется лицами принимающими решения с помощью ЭВМ, без посредничества программистов.

Эффективная эксплуатация современных ЭВМ немыслима без оснащения их комплексами специальных программ, облегчающих процесс подготовки задач к решению и организующих прохождение этих задач через машину. Комплекс таких программ принято называть программным обеспечением вычислительной системы. Возможности ЭВМ определяются уровнем развития теории и техники программирования, а также быстродействием процессора и емкостью памяти машины.

Лекция 2

Понятие алгоритма

Понятие алгоритма является основным при составлении любого вида программ для ЭВМ. Алгоритм – точно определенное правило действий (программа), для которого задано указание, как и в какой последовательности, это правило необходимо применить к исходным данным задачи, чтобы получить ее решение.

Примером алгоритма может служить правило нахождения наибольшего общего делителя двух чисел (алгоритм Евклида). Даны два целых положительных числа m и n. Требуется найти их наибольший общий делитель, то есть наибольшее положительное целое число, которое нацело делит как m, так и n.

1 шаг (нахождение остатка). Разделим m на n. Пусть остаток равен r. Имеем 0  r < n.

2 шаг (это нуль?). Если r = 0, то алгоритм заканчивается; n – искомое число.

3 шаг (замена). Положите m  n, n  r и возвращайтесь к шагу 1.

Формула для нахождения корней квадратного уравнения также является своеобразной формой записи алгоритма. Она указывает, какие арифметические действия и в какой последовательности нужно производить над коэффициентами квадратного уравнения, чтобы получить корни этого ура­внения.

Теория алгоритмов

Теория алгоритмов - раздел математики, в котором изучаются теоретические возможности эффективных процедур вычисления (алгоритмов) и их приложения. Теория алгорит­мов является в настоящее время важным и быстроразвивающимся разделом математической логики. Интерес к ней объя­сняется, с одной стороны, внутренними интересами самой математики (алгоритмические проблемы алгебры, вопросы осно­ваний математики и т.п.), а, с другой - бурным развитием электронной вычислительной техники и теоретической кибер­нетики. Практические и теоретические вопросы реализации алгоритмов на современных вычислительных машинах являются содержанием такого важного раздела теоретической кибернетики, как программирование.

Точные математические понятия, которые в том или ином смысле формализовали интуитивное понятие алгоритма, предложены только в середине 30-х годов нашего столетия. Исторически первые из предложенных понятий можно разделить на два вида.

1. Описывается некоторый класс арифметических функций (во­обще говоря, частных), то есть функций от конечного числа натуральных аргументов с натуральными значениями. Эти функции обладают некоторыми эффективными процедурами нахождения значения функции (если оно существует) по заданным значениям аргументов. Функции из этого класса называются частично рекурсивными (ч.р.ф.), а в случае, если ч.р.ф. всюду определены, их называют общерекурсивными.

2. Описываются точные математические понятия машины и вычислимости на машине. Такие понятия машины и вычисли­мости на машине предложили независимо один от другого Э.Пост и А.Тьюринг. Эти "теоретические вычислительные машины" обычно называют машинами Тьюринга. Оказалось, что класс арифметических функций, для которых сущест­вует машина Тьюринга, вычисляющая по значениям аргумен­тов значение функции (если оно существует), совпадает с классом всех ч.р.ф. и наоборот, каждая ч.р.ф. вычислима на подходящей машине Тьюринга.

В общих чертах различие между двумя рассмотренны­ми выше видами определений можно сформулировать так: в первом дается точное описание класса вычислимых арифметических функций, во втором - точное описание некоторо­го класса алгоритмических преобразований (вычислений на машине Тьюринга).

Алгоритмический процесс

Процесс выполнения алгоритма называется алгоритми­ческим процессом. Для некоторых исходных данных он закан­чивается получением искомого результата после конечного числа шагов. Однако допускаются случаи, в которых про­цесс выполнения алгоритма для некоторых исходных данных безрезультативно обрывается или продолжается неограничен­но. Принято считать, что к этим исходным данным алгоритм не применим. Понятие алгоритма тесно связано с понятием "алгоритмический язык" (на котором задан алгоритм) и по­нятием "правило выполнения алгоритма" при заданных для него исходных данных. Алгоритмический язык и правило вы­полнения алгоритма (которое по существу само является алгоритмом и его можно назвать "алгоритмом выполнения алгоритма") естественным образом выделяют определенное семейство алгоритмов.

Каждая детерминированная вычислительная машина является автоматом, действия которого можно описать в виде некоторого алгоритма. Такой алгоритм является алгоритмом выполнения программ указанной вычислительной ма­шины. Сами программы можно рассматривать как некоторый класс алгоритмов. При этом алгоритмическим языком явля­ется система команд вычислительной машины.

Алгоритмический язык

Алгоритмический язык - формальный язык, предназначенный для записи алгоритмов. Использование алгоритмиче­ского языка основано на возможности формального задания правил конструирования алгоритмов. При формальном описа­нии алгоритмов существенная роль принадлежит выбору спо­соба записи (кодирования) перерабатываемой информации и задания алгоритмических предписаний - элементарных шагов алгоритма, из которых он конструируется. Алгоритмический язык определяется заданием алфавита (или словаря исходных символов), точным описанием его синтаксиса (грам­матики) и семантики.

Некоторый непустой подалфавит алгоритмического языка используется для кодирования исходной (перерабаты­ваемой) информации. Известно, что даже двухбуквенный алфавит достаточен для кодирования любой информации. Однако указанный алфавит обычно расширяется для возмо­жности более удобного и экономного кодирования. Прави­ла преобразования информации в различных алгоритмах весь­ма разнообразны и качественно различны. Однако все кон­кретные алгоритмы могут быть составлены из весьма не­большого числа элементарных предписаний. Наборы предписа­ний, из которых могут быть построены любые мыслимые ал­горитмы, называются алгоритмически полными. Алгоритмичес­кий язык называется универсальным, если в нем может быть описан алгоритмически полный набор предписаний (а тем самым любой алгоритм). Задание универсального алго­ритмического языка равносильно заданию алгоритмической системы, то есть общего способа записи алгоритмов.

Специфика алгоритмического языка выражается, гла­вным образом, в его семантике и заключается в том, что предложения языка должны быть алгоритмами, то есть последовательностями предписаний, при помощи которых осуществля­ется переработка информации (реализуется алфавитное ото­бражение). В каждом алгоритмическом языке должны быть средства для задания операторов, осуществляющих переработку информации, и операторов перехода (распознавателей), опре­деляющих порядок выполнения этих операторов. Операторы, в свою очередь, могут обозначать последовательности дру­гих более элементарных операций. Например, оператор умно­жения многозначных чисел обозначает последовательность некоторых действий над однозначными числами.

Языки, с помощью которых строятся классические си­стемы (нормальные алгоритмы Маркова, рекурсивные функции, машины Тьюринга, машины Поста и др.), несмотря на их уни­версальность, оказались практически неприемлемыми для опи­сания алгоритмов решения задач при их реализации на ЭВМ. Данное обстоятельство является результатом того, что все эти системы ориентированы на рассмотрение фундаментальных теоретических вопросов теории алгоритмов и уже запись одно­го сколь-нибудь сложного алгоритма в любой из этих систем представляет собой самостоятельную трудную задачу. В свя­зи с этим решение практических задач с помощью ЭВМ вызва­ло появление большого числа работ, посвященных созданию так называемых языков программирования, для которых алго­ритмические языки служат теоретической основой.



Загрузить файл

Похожие страницы:

  1. Курс лекций по Информатике (2)

    Лекция >> Информатика
    ... такое современная информатика, сделал в 1978г. Междуна-родный конгресс по информатике: «Понятие информатики охватывает области ... -образовательного курса информатики в ряду других учебных предметов. Напомним, что по определению А.П.Ершова информатика – « ...
  2. Курс лекций по Коммерческой логистике

    Лекция >> Логика
    ... _______ «____»________ 2003г. Курс лекций по дисциплине «Коммерческая логистика» для ... Романеева Е.В. Тольятти 2003 год Курс лекций по дисциплине «Коммерческая логистика» разработан ... взаимообусловливают друг друга. Информатика наиболее тесным образом связывает ...
  3. Курс лекций по Инновационному менеджменту

    Лекция >> Менеджмент
    ЛЕКЦИИ ПО КУРСУ “ИННОВАЦИОННЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ” ДЛЯ 5 КУРСА СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ 1204 И 1901 Тема 1: “Инновационный ... г.г.) опирается на достижения в области микроэлектроники, информатики, биотехнологии, генной инженерии, новых видов ...
  4. Курс лекций по Информатике (1)

    Лекция >> Информатика
    ... . Физические стили.(единые) - жирный шрифт; - курсив; - шрифт фиксированной ширины (как на ... по верхнему краю), CENTER (выравнивание по центру - это значение принимается по умолчанию), BOTTOM (по ...
  5. Лекции по информатики (2)

    Реферат >> Информатика
    ... . Основная особенность курса информатики состоит в том, что все экзамены и зачеты по этому курсу, а также ... можно перепроверить свои знания по информатике. Данные тесты по информатике с 1997 года используются в систе­ме ...

Хочу больше похожих работ...

Generated in 0.0070970058441162