Рабочая тетрадь по учебной дисциплине «Информатика» (для обучающихся 1 курса, имеющих нарушения слуха, зрения, опорно-двигательного аппарата)
материал

Министерство образования и науки Хабаровского края

Краевое государственное бюджетное

профессиональное образовательное учреждение

«Хабаровский промышленно-экономический техникум»

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ

по учебной дисциплине «Информатика»

(для обучающихся 1 курса, имеющих нарушения слуха, зрения, опорни-двигательного аппарата)

Специальности:

Хабаровск 2017

Организация-разработчик: краевое государственное бюджетное образовательное учреждение «Хабаровский промышленно-экономический техникум»

Автор-составитель:  Серганова М.С., преподаватель высшей категории КГБ ПОУ ХПЭТ

Рецензент:  

Рабочая тетрадь по дисциплине «Информатика» для обучающихся 1 курса, имеющих нарушения слуха, зрения и опопрно-двигательного аппарата/ Серганова М.С.–Хабаровск, 2017. –69с.

Рабочая тетрадь по учебной дисциплине «Информатика»предназначена для работы обучающихся I курса, имеющих нарушения слуха.

Составлена в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом среднего (полного) общего образования, утвержденным приказом Министерства образования и науки РФ от 17.05.2012 г. № 413, адаптированной программой учебной дисциплины «Информатика».

СОДЕРЖАНИЕ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Адаптированная рабочая тетрадь по учебной дисциплине «Информатика» является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС СПО для обучающихся, имеющих нарушения слуха.

Составлена в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом среднего (полного) общего образования, утвержденного приказом Министерства образования и науки РФ от 17.05.2012 г. № 413, и адаптированной программой учебной дисциплины «Информатика»для специальностей среднего профессионального образования.

Адаптированная рабочая тетрадь для лиц с нарушениями слуха, предназначена дляизучения теоретического материала, закрепления полученных знаний, а также для выполнения заданий по дисциплине «Информатика» для всех технических специальностей.Так какдля реализации адаптированной программы по дисциплине «Информатика» невозможно обойтись одним учебником, в эту рабочую тетрадь включен весь теоретический материал, обработанный специально для наиболее успешного усвоения его обучающимися, необходимый для изучения тем адаптированной программы первого семестра.

В структуру тетради входят 4 раздела, представленные 12 темами. Для каждой темы представлен теоретический материал, задания на закрепление, также там, где это необходимо, обучающимся предложены задачи для самостоятельного решения, методика решений которых представлена в изложении теоретического материала. Предусматривает использование специальных приложений, в виде рабочей тетради на бумажном и электронных носителях.

Для выполнения программы каждый обучающийся с учетом медицинских показаний должен быть обеспечен специальным оборудованием. Для оформления рабочего места обучающегося, имеющего нарушения слуха имеются технические средства обучения.

-радиокласс «Сонет-РСМ РМ 5-1» (заушный индуктор и индукционная петля);

- звукоусиливающая аппаратура;

- акустические устройства (речевые синтезаторы, речевые оповещали, громкоговорители, репродукторы и т.п.), в том числе устройства звукового дублирования визуальной информации (для слабовидящих и слепых).

- вспомогательные аудиосистемы с индукционными контурами и их элементы (устройства звукового дублирования, наушники и др.)

• доступный интернет и телефон с функцией работы в режиме СМС – сообщений для контактов с родителями, сверстниками, учителями;
• локальная компьютерная сеть;
• развивающий учебный центр с горизонтальным дисплеем;
• система для улучшения понимания звукового сигнала с сохранением его разборчивости;
• беспроводная FM-система для инвалидов с нарушением слуха;
• наушники с микрофоном.

Обучение по данной рабочей тетради реализуется в течении первого семестра учебного года на бумажном и электронном носителях с итоговой аттестацией в форме дифференцированного зачета.

Инструкция по работе с тетрадью

Перед тем как приступить к выполнению заданий для обучающихся, необходимо тщательно изучить теоретический материал, предоставленный для каждой темы. Обратите внимание на ключевые слова, выделенные жирным шрифтом. Работу необходимо начинать последовательно, начиная с первого задания.

Записи в тетради делаются только ручкой. Необходимые элементы блок-схем можно выполнять карандашом. Работа в данной тетради осуществляется в аудитории, но, если необходимо, можно работать и в домашних условиях. Критерии выставления оценок для заданий для обучающихся:

выполнение 65% от всей работы -  оценка «3», 65%-90%- оценка «4», выше 90% – «5»;

Оценка за выполнение заданий для обучающихся должна быть выставлена до начала следующей работы.

Раздел 1: Информация и информационные процессы.

1. Тема: Роль информационной деятельности в современном обществе: экономической, социальной, культурной, образовательной сферах. Основные подходы к определению понятия «информация». Носители информации. Виды и свойства информации.

Теория:

К определению понятия «Информация» существуют различные подходы, мы рассмотрим два определения:

1 Информация – это сведения, обмениваемые между людьми, человеком и автоматом, автоматом и автоматом, обмен сигналами в животном и растительном мире, передача признаков от клетки к клетке, от организма к организму.

2 Информация – это совокупность сигналов, воздействий или сведений, которые система и объект воспринимает извне (входная информация), выдает в окружающую среду (выходная информация), или хранит в себе (внутренняя информация).

Можно выделить две формы существования информации:

а) Статическая информация – книги, рисунки, фото, магнитные ленты, таблицы, диски и т.д.

б) Динамическая информация – процесс передачи информации по каналам связи или в пространстве.

Также информация делится на биологическую и социальную:

а) Биологическая информация обеспечивает жизнедеятельность отдельно взятого живого организма. К разновидностям биологической информации относятся генетическая информация (получаемые от предков и заложенные в наследственных структурах организмов в виде совокупности генов программы о составе, строении и характере обмена составляющих организм веществ).

б) Социальная информация неразрывно связана с практической деятельностью человека.

Сигнал - материальный носитель информации.

Данные – зарегистрированные сигналы.

Особый вид сигналов– знаки создаются самоорганизующимися системами и предназначены для передачи и хранения информации (алфавит, светофор, знаки дорожного движения, естественные и искусственные языки.

Информационный процесс возникает в результате установления связи между двумя объектами: источником (генератором) и приемником (получателем) информации.

Информационная система – хранилище информации, снабженное средствами ввода, поиска, размещения и вывода информации.

Виды информации:

По способу восприятия: Визуальная, вкусовая, звуковая, тактильная, обонятельная. Такое деление основывается на чувствах, при помощи которых информация воспринимается человеком: зрение, слух, вкус, обоняние, осязание соответственно. Исследования доказывают, что выше 90% информации, получаемой человеком из окружающего мира, приходится на зрение и слух, около 10% - на вкус, осязание, обоняние. Человек создает приборы, позволяющие получить информацию, которая ему недосягаема. Микроскопы, телескопы, термометры, спидометры, амперметры, вольтметры,  измерители давления, как атмосферного, так и артериального, и многое другое.      

По форме представления:        числовая, текстовая, графическая, музыкальная, комбинированная,

По общественному значению: техническая, управленческая, массовая, политическая, производственная, обыденная, общественно-политическая,  эстетическая,  специальная, научная, личная.

Свойства информации:

1 Неразрывная связь с определенной саморазвивающейся системой.

2 Структурированность информации – это свойство, которое позволяет выделять информацию из получаемых сигналов.

3 Ценность информации выражается в таких понятиях, как содержательность, своевременность, достоверность, полнота, оперативность.

4 Смысл и семантические характеристики информации позволяют определить цель и назначение информации.

5 Объективность и субъективность информации. Понятие объективности информации является понятием относительным. Это понятно, если учесть, что методы являются субъективными. Более объективной принято считать ту информацию, в которую методы вносят меньший субъективный элемент.

6 Полнота информации во многом характеризует качество информации и определяет достаточность данных для принятия решений или для создания новых данных на основе имеющихся.

7 Достоверность информации. Данные возникают в момент регистрации сигналов, но не все сигналы являются «полезными» - всегда присутствует какой-то уровень посторонних сигналов, в результате чего полезные данные сопровождаются определенным уровнем «информационного шума» Если «полезный» сигнал зарегистрирован более четко, чем посторонние сигналы, достоверность информации может быть более высокой. При увеличении уровня шумов достоверность информации снижается.

8 Адекватность информации – это степень соответствия реальному, объективному состоянию дела.

9 Доступность информации – это мера возможности получить ту или иную информацию.

10 Актуальность информации – это степень соответствия текущему моменту времени.

Что же такое информатика как наука?

Информатика – это наука, предметом изучения которой являются процессы получения, передачи, хранения, отображения информации.

Информатика включает в себя следующие разделы: теория алгоритмов, алгебра логики, теория структур (организации) данных, теория информации, теория баз данных, системное программное обеспечение ЭВМ, прикладное программное обеспечение, языки программирования, численные методы, математическое моделирование и другое.

Накопленный к сегодняшнему дню колоссальный информационный потенциал и появление новых информационных и коммуникационных технологий изменили социально-экономический характер современного общества.

Если до середины ХХ века общество имело ярко выраженный индустриальный характер, то нынешнее его состояние ученые характеризуют как постиндустриальное, рассматривая его в качестве переходного к информационному обществу.

Переход от индустриального общества к информационному характеризует перераспределение трудовых ресурсов в сферу обслуживания и информационную сферу:

Сфера услуг — часть экономики, которая включает в себя все виды коммерческих и некоммерческих услуг; оказываемых предприятиями, организациями, а также физическими лицами.

Сферу услуг составляет в экономически развитых странах основную часть экономики по числу занятых (больше 60 %).

В сферу услуг входят следующие услуги: финансовые, информационные,жилищно-коммунальные, бытовые, услуги аренды, туристические, юридические, гостиничные охранные, услуги переводчиков, торговые, транспортные услуги.

Информационная сфера представляет собой совокупность информации, информационной инфраструктуры, субъектов, осуществляющих сбор, формирование, распространение и использование информации, а также системы регулирования возникающих при этом общественных отношений.

Примеры применения компьютеров в различных сферах: АСУ, роботы, связь, САПР, строительство, банки, наука, торговля, образование (БД, дистанционное обучение), медицина, правоохранительные органы, сельское хозяйство, армия, искусство, социальная сфера, быт.

Таким образом, общество обладает информационными ресурсами. В состав информационных ресурсов входят :

• Библиотеки (более 150 тыс. в России, идет создание электронных каталогов, оцифровка книг);

• центры научно-технической информации (регистрация новых изобретений и открытий),

• архивы (идет перевод в электронный вид),

• отраслевые ресурсы (компьютерные центры предприятий, организаций по обработке информации и управлению),

• социальные ресурсы (здравоохранение, образование, пенсионый фонд, система страхования, туризм и т.д.).

Для развития человеческого общества необходимы материальные, инструментальные, энергетические и другие ресурсы, в том числе и информационные. Настоящее время характеризуется небывалым ростом объема информационных потоков. Это относится практически к любой сфере деятельности человека. Наибольший рост объема информации наблюдается в промышленности, торговле, финансово-банковской и образовательной сферах.

В настоящее время распространение информации в информационном секторе экономики невозможно представить без применения новых информационных технологий (НИТ). Использование современных ИТ обеспечивает почти мгновенное подключение к любым электронным информационным массивам, поступающим из международных, региональных и национальных информационных систем и использование их в интересах успешного ведения бизнеса.

Благодаря стремительному развитию НИТ, в настоящее время не только появился открытый доступ к мировому потоку политической, финансовой, научно-технической информации, но и стала реальной возможность построения глобального бизнеса в сети Internet .

Каналы передачи информации.

Человеку постоянно приходится участвовать в процессе передачи информации. Передача может происходить при непосредственном разговоре между людьми, через переписку, с помощью технических средств связи: телефона, радио, телевидения и др. Такие средства связи называются каналами передачи информации. Информационные каналы разделяются на два вида: биологические и технические.

Биологические информационные каналы – это органы чувств человека. Их пять: зрение, слух, вкус, обоняние, осязание. По способу восприятия человеком информация бывает зрительная, слуховая, тактильная, обонятельная, вкусовая, мышечная и вестибулярная.

Технические информационные каналы– это телефон, радио, телевидение, компьютер и др.

Процесс передачи информации всегда двусторонний: есть источник, и есть приемник информации. Источник передает (отправляет) информацию, а приемник её получает (воспринимает). Каждый человек постоянно переходит от роли источника к роли приемника информации.

Человеку почти непрерывно приходится заниматься обработкой информации.

Информация, воспринимаемая человеком в речевой или письменной форме, называется символьной (или знаковой) информацией.

Человеческая речь и письменность тесно связаны с понятием языка.

Язык - это знаковая система для представления информации, обмена информацией. Запахи, вкусовые и осязательные ощущения не сводятся к каким-то знакам, не могут быть переданы с помощью знаков. Безусловно, они несут информацию, поскольку мы их запоминаем, узнаем. Такую информацию называют образной информацией. К образной относится также информация, воспринимаемая через зрение и слух, но не сводящаяся к языкам (шум ветра, пение птиц, картины природы, живопись).

Хотя информация связана с материальным носителем, а её передача - с затратами энергии, одну и ту же информацию можно хранить на различных материальных носителях (на бумаге, в виде фотографии, на магнитной ленте) и передаваться с различными энергетическими затратами (по почте, по телефону, с курьером и т.д.).

В качестве средства для хранения, переработки и передачи информации научно-технический прогресс предложил обществу компьютер (электронно-вычислительную машину, ЭВМ).

Основные виды носителей информации

Носители информации: живые существа, неживые объекты и структуры, сигнал, знак, символ. Любой объект несёт какую-либо информацию о себе и окружающих его предметах, то есть является носителем информации.

Существует представление, что носители информации обладают вещественными, материальными свойствами и свойствами отношений. Первые подразумевают свойства веществ, из которых изготовлены носители; вторые – свойства процессов и полей, с помощью которых существуют носители и третьи – элементные (видовые) свойства, позволяющие выделять одни носители среди других, например по форме и размеру. Вещественные носители делят на: локальные (компьютер), отчуждаемые (переносимые диски и дискеты) и распределённые (линии связи). В отношении последних не существует однозначного мнения потому, что каналы связи можно представить в виде носителей данных, но одновременно они являются средой их передачи.

Обычно под носителями информации подразумевают общепринятое название их формы, то есть: бумага (книга, брошюра и т.п.), пластинка (грампластинка, фотопластинка), пленка (фото, киноплёнка, рентгеновская плёнка) аудиокассета, дискета, микроформа (фотоплёнка, микрофильм, микрофиша), видеокассета, компакт-диск (CD, DVD) и т.д.

Издавна известны, такие носители, как: камень (наскальные рисунки, каменные плиты), глиняные таблички, пергамент, папирус, береста и другие. Затем появились следующие носители: бумага, пластмасса, фотоматериалы, магнитные и оптические материалы и другое.

Ныне они делятся на: традиционные и машиночитаемые. Под традиционными будем понимать следующие носители информации:бумага, холст, пластмасса (грампластинка), магнитная лента (аудио и видеокассета), фотографические материалы (фотопленка, фотопластина, фотоотпечаток, микроноситель) и т.п. К машиночитаемым носителям отнесём: дискеты (гибкие магнитные диски), жёсткие магнитные и компактные (оптические, магнитооптические и иные) диски, флеш-карты и другие носители информации, предназначенные для использования в компьютерных устройствах, комплексах, системах и сетях. Информация записывается на носитель посредством изменения физических, химических или механических свойств запоминающей среды.

 Отметим, что такое деление условно. Так, например, с помощью специальных устройств на компьютерах можно работать с обычными аудио и видеокассетами, а устройства для записи и долговременного хранения данных (стримеры) используют общеизвестные магнитные носители (магнитные ленты) и т.п. Поэтому к традиционным носителям будем относить данные аналогового характера, а к машиночитаемым, то есть используемым в компьютерах, – цифровые данные или электронные информационные ресурсы (ЭИР).

Задания обучающимся:

1. .1Заполнить пропуски:

а) Информация – это __________________, обмениваемые между __________, человеком и _______________, автоматом и _______________, обмен ______________ в животном и растительном мире, передача признаков от ______________ к клетке, от организма к организму.

б) Информация – это совокупность ________________, воздействий или __________________, которые система и объект воспринимает извне (____________ информация), выдает в _______________  _____________ (выходная информация), или хранит в себе (______________ информация).

1.2Записать, к какому виду относится информация (в соответствующий столбик):

Визуальная, техническая, управленческая, числовая, массовая, политическая, вкусовая, текстовая,производственная, графическая, музыкальная, обыденная, общественно-политическая, звуковая,комбинированная,эстетическая, тактильная, специальная, обонятельная, научная, личная.

ВИДЫ ИНФОРМАЦИИ

1.3Заполнить пропуски:

а) Информатика – это наука, предметом изучения которой являются ___________________ получения, передачи, ________________, отображения ___________________.

б) Информатика включает в себя следующие разделы:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

в)  ____________________ информация – книги, рисунки, фото, , диски и т.д.

г) Динамическая информация - _______________   ________________ информации по каналам связи или в пространстве.

д) Биологическая информация _____________________ жизнедеятельность отдельно взятого живого __________________.

е) _____________________ информация неразрывно связана с практической деятельностью человека.

ж)  _________________ - материальный носитель информации.

з)  Информационный _____________________ возникает в результате установления ______________ между двумя объектами: источником (______________) и ________________ (получателем) информации.

и) Информационная ____________________ - хранилище информации, снабженное _________________ ввода, поиска, ________________, вывода информации.

4. Какие из перечисленных слов не отвечают понятию «Носитель информации?» Подчеркнуть.

Бумага, вода, диск, камень, огонь, воздух, фотопленка, аудиозапись.

5. Какие свойства информации соответствуют приведенным определениям? (поставить в соответствие свойство и его определение)

1 Неразрывная связь с определенной саморазвивающейся системой

2 Это свойство, которое позволяет выделять информацию из получаемых сигналов.

3 Это свойство выражается в таких понятиях, как содержательность, своевременность, достоверность, полнота, оперативность.

4 Это свойство информации позволяет определить цель и назначение информации.

5 Более объективной принято считать ту информацию, в которую методы вносят меньший субъективный элемент.

6 Это свойство во многом характеризует качество информации и определяет достаточность данных для принятия решений или для создания новых данных на основе имеющихся.

7 Данные возникают в момент регистрации сигналов, но не все сигналы являются «полезными» - всегда присутствует какой-то уровень посторонних сигналов, в результате чего полезные данные сопровождаются определенным уровнем «информационного шума» Если «полезный» сигнал зарегистрирован более четко, чем посторонние сигналы, достоверность информации может быть более высокой. При увеличении уровня шумов достоверность информации снижается.

8 Это степень соответствия реальному, объективному состоянию дела.

9 Это мера возможности получить ту или иную информацию.

10 Это степень соответствия текущему моменту времени.

6. Закончить определение:

Информационная сфера представляет собой ______________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________.

7. Заполнить таблицу:

Носители информации.

8. _______________ - это знаковая система для представления информации, обмена информацией.

2. Тема: Правовые нормы, относящиеся к информации, правонарушения в информационной сфере, меры их предупреждения.

Информация является объектом правового регулирования.

Исторически традиционным объектом права собственности является материальный объект. Информация сама по себе не является материальным объектом, но она фиксируется на материальных носителях. Первоначально информация находится в памяти человека, а затем она отчуждается и переносится на материальные носители: книги, диски, кассеты и прочие накопители, предназначенные для хранения информации. Как следствие, информация может тиражироваться путем распространения материального носителя. Перемещение такого материального носителя от субъекта-владельца, создающего конкретную информацию, к субъекту-пользователю влечет за собой утрату права собственности у владельца информации.

Интенсивность этого процесса существенно возросла в связи с тотальным распространением сети Интернет. Ни для кого не секрет, что очень часто книги, музыка и другие продукты интеллектуальной деятельности человека безо всякого на то согласия авторов или издательств размещаются на различных сайтах без ссылок на первоначальный источник. Созданный ими интеллектуальный продукт становится достоянием множества людей, которые пользуются им безвозмездно, и при этом не учитываются интересы тех, кто его создавал.

Принимая во внимание, что информация практически ничем не отличается от другого объекта собственности, например, машины, дома, мебели и прочих материальных продуктов, следует говорить о наличии подобных же прав собственности и на информационные продукты.

1. Право собственности состоит из трех важных компонентов: права распоряжения, права владения и права пользования.
2. Право распоряжения состоит в том, что только субъект-владелец информации имеет право определять, кому эта информация может быть предоставлена.
3. Право владения должно обеспечивать субъекту-владельцу информации хранение информации в неизменном виде. Никто, кроме него, не может ее изменять.
4. Право пользования предоставляет субъекту-владельцу информации право ее использования только в своих интересах.

Таким образом, любой субъект-пользователь обязан приобрести эти права, прежде чем воспользоваться интересующим его информационным продуктом. Это право должно регулироваться и охраняться государственной инфраструктурой и соответствующими законами. Как и для любого объекта собственности, такая инфраструктура состоит из цепочки:

законодательная власть (законы) - судебная власть (суд) - исполнительная власть (наказание).

Любой закон о праве собственности должен регулировать отношения между субъектом-владельцем и субъектом-пользователем. Такие законы должны защищать как права собственника, так и права законных владельцев, которые приобрели информационный продукт законным путем. Защита информационной собственности проявляется в том, что имеется правовой механизм защиты информации от разглашения, утечки, несанкционированного доступа и обработки, в частности копирования, модификации и уничтожения.

В настоящее время по этой проблеме мировое сообщество уже выработало ряд мер, которые направлены на защиту прав собственности на интеллектуальный продукт. Нормативно-правовую основу необходимых мер составляют юридические документы: законы, указы, постановления, которые обеспечивают цивилизованные отношения на информационном рынке. Так, в Российской Федерации принят ряд указов, постановлений, законов.

Закон РФ №3523-I «О правовой охране программ для ЭВМ и баз данных» дает юридически точное определение понятий, связанных с авторством и распространением компьютерных программ и баз данных. Он определяет, что авторское право распространяется на указанные объекты, являющиеся результатом творческой деятельности автора. Автор имеет исключительное право на выпуск в свет программ и баз данных, их распространение, модификацию и иное использование.

Для современного состояния нашего общества именно вопросы, связанные с нарушением авторских и имущественных прав, являются наиболее актуальными. Значительная часть программного обеспечения, использующегося частными лицами и даже организациями, получена путем незаконного копирования. Эта практика мешает становлению цивилизованного рынка компьютерных программных средств и информационных ресурсов.

Данный вопрос стал для нашей страны особенно актуальным в процессе вступления России в международные организации и союзы – например, во Всемирную торговую организацию. Несоблюдение прав в сфере собственности на компьютерное программное обеспечение стало объектом уголовного преследования на практике.

Закон Российской Федерации №149-Ф3 «Об информации, информационных технологиях и защите информации» регулирует отношения, возникающие при:

2. осуществлении права на поиск, получение, передачу и производство информации;
3. применении информационных технологий;
4. обеспечении защиты информации.

В 1996 году в Уголовный кодекс был впервые внесен раздел «Преступления в сфере компьютерной информации». Он определил меру наказания за некоторые виды преступлений, ставших распространенными:

1. неправомерный доступ к компьютерной информации;
2. создание, использование и распространение вредоносных программ для ЭВМ;
3. умышленное нарушение правил эксплуатации ЭВМ и сетей.

В 2006 году вступил в силу закон №152-0Ф3 «О персональных данных», целью которого является обеспечение защиты прав и свобод человека и гражданина при обработке его персональных данных (с использованием средств автоматизации или без использования таких) в том числе защиты прав на неприкосновенность частной жизни.

Правовое регулирование в информационной сфере, в силу ее быстрого развития, всегда будет отставать от жизни. Как известно, наиболее счастливо живет не то общество, в котором все действия людей регламентированы, а наказания за все дурные поступки прописаны, а то, которое руководствуется, в первую очередь, соображениями этического порядка. Это значит в данном случае, что информация не крадется не потому, что за это предусмотрено наказание, а потому, что человек считает воровство низким поступком, порочащим его самого. Именно к таким отношениям между государством и личностью, а также между отдельными членами общества, мы должны стремиться.

В настоящее время решение проблемы правового регулирования в сфере формирования и использования информационных ресурсов находится в России на начальной стадии. Чрезвычайно важно и актуально принятие таких правовых актов, которые смогли бы обеспечить:

5. Охрану прав производителей и потребителей информационных продуктов и услуг;
6. Защиту населения от вредного влияния отдельных видов информационных продуктов;
7. Правовую основу функционирования и применения информационных систем Интернета, телекоммуникационных технологий.

С точки зрения распространения и использования программное обеспечение делят на закрытое (несвободное), открытое и свободное:

Закрытое (несвободное) — пользователь получает ограниченные права на использование такого программного продукта, даже приобретая его. Пользователь не имеет права передавать его другим лицам и обязан использовать это ПО в рамках лицензионного соглашения. Лицензионное соглашение, как правило, регламентирует цели применения, например, только для обучения, и место применения, например, только для домашнего компьютера. Распространять, просматривать исходный код и улучшать такие программы невозможно, что закреплено лицензионным соглашением. Нарушение лицензионного соглашения является нарушением авторских прав и может повлечь за собой применение мер юридической ответственности. За нарушение авторских прав на программные продукты российским законодательством предусмотрена гражданско-правовая, административная и уголовная ответственность.

Открытое программное обеспечение — имеет открытый исходный код, который позволяет любому человеку судить о методах, алгоритмах, интерфейсах и надежности программного продукта. Открытость кода не подразумевает бесплатное распространение программы. Лицензия оговаривает условия, на которых пользователь может изменять код программы с целью ее улучшения или использовать фрагменты кода программы в собственных разработках. Ответственность за нарушение условий лицензионного соглашения для открытого ПО аналогична закрытому (несвободному).

Свободное программное обеспечение — предоставляет пользователю права, или, если точнее, свободы на неограниченную установку и запуск, свободное использование и изучение кода программы, его распространение и изменение. Свободные программы так же защищены юридически, на них распространяются законы, регламентирующие реализацию авторских прав.

Впервые принципы свободного ПО были сформулированы в 70-х годах прошлого века

Свободное программное обеспечение активно используется в Интернете. Например, самый распространённый веб-сервер Apache является свободным, Википедия работает на MediaWiki, также являющимся свободным проектом.

Свободное программное обеспечение, в любом случае, может свободно устанавливаться и использоваться на любых компьютерах. Использование такого ПО свободно везде: в школах, офисах, вузах, на личных компьютерах и во всех организациях и учреждениях, в том числе, и на коммерческих и государственных.

Задания обучающимся:

1. Заполните пропуски:

а) В настоящее время для защиты от несанкционированного доступа к информации все более часто используются _____________________________ идентификации. Используемые в этих системах характеристики являются неотъемлемыми ___________________ личности человека и поэтому не могут быть утерянными или поддельными.

б) Преступления в сфере _________________________________ или киберпреступность— преступления, совершаемые людьми, использующих информационные технологии для ____________________ целей.

2. Что такое фишинг? (выбрать правильный ответ)

а) распространение вредоносных вирусов, б) распространение противоправной информации, в) взлом паролей, кража номеров кредитных карточек и других банковских реквизитов.

2.3Закон «О правовой охране программ для ЭВМ и баз данных» регламентирует юридические вопросы, связанные с _______________________ на программные продукты и базы данных.

2.4Закон «___________________________________________________»позволяет защищать информационные ресурсы (личные и общественные) от искажения, порчи, уничтожения.

2.5В Уголовном кодексе РФ имеется раздел «Преступления в сфере компьютерной информации». Он предусматривает наказания за:

- ___________________ доступ к компьютерной информации;

              - Создание, использование и распространение ___________________ программ для ЭВМ;

           - ____________________ нарушение правил эксплуатации ЭВМ и их сетей.

2.6 Заполнить пропуски:

С точки зрения распространения и использования программное обеспечение делят на:

а) Закрытое (несвободное) программное обеспечение — пользователь получает _______________________ права на использование такого программного продукта, даже приобретая его. Пользователь ___________________ передавать его другим лицам и обязан использовать это ПО в рамках _________________________ соглашения.

б) Открытое программное обеспечение — имеет __________________

________________________, который позволяет любому человеку судить о методах, алгоритмах, интерфейсах и ______________________ программного продукта.

в) Свободное программное обеспечение — предоставляет пользователю права, или, если точнее, ________________________________

____________________, свободное использование и изучение кода программы, его __________________________________________. Свободные программы так же защищены юридически, на них распространяются законы, регламентирующие реализацию _____________________________________.

7. Принципы свободного программного обеспечения:

а) _________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

б) __________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

3 Тема: Количество информации как мера уменьшения неопределенности знаний. Алфавитный подход к определению количества информации. Представление информации. Количество и единицы измерения информации.

Теория:

Информация и знания. Человек получает информацию из окружающего мира с помощью органов чувств, анализирует ее и выявляет существенные закономерности с помощью мышления, хранит полученную информацию в памяти. Процесс систематического научного познания окружающего мира приводит к накоплению информации в форме знаний (фактов, научных теорий и так далее). Таким образом, с точки зрения процесса познания информация может рассматриваться как знания.

Процесс познания можно наглядно изобразить в виде расширяющегося круга знания (такой способ придумали еще древние греки). Вне этого круга лежит область незнания, а окружность является границей между знанием и незнанием. Парадокс состоит в том, что чем большим объемом знаний обладает человек (чем шире круг знаний), тем больше он ощущает недостаток знаний (тем больше граница нашего незнания. мерой которого в этой модели является длина окружности)

Так, объем знаний выпускника школы гораздо больше, чем объем знаний первоклассника, однако и граница его незнания существенно больше. Действительно, первоклассник ничего не знает о законах физики и поэтому не осознает недостаточности своих знаний, тогда как выпускник школы при подготовке к экзаменам по физике может обнаружить, что существуют физические законы, которые он не знает или не понимает.

Информацию, которую получает человек, можно считать мерой уменьшения неопределенности знаний. Если некоторое сообщение приводит к уменьшению неопределенности наших знаний, то можно говорить, что такое сообщение содержит информацию.

Например, после сдачи экзамена по информатике вы мучаетесь неопределенностью, вы не знаете какую оценку получили. Наконец, экзаменационная комиссия объявляет результаты экзамена, и вы получаете сообщение, которое приносит полную определенность, теперь вы знаете свою оценку. Происходит переход от незнания к полному знанию, значит, сообщение экзаменационной комиссии содержит информацию.

Количество информации – числовая характеристика сигнала, которая не зависит от его формы и содержания и характеризует степень неопределенности, которая исчезает после выборки (получения) сообщения в виде данного сигнала.

Уменьшение неопределенности знаний. Подход к информации как мере уменьшения неопределенности знаний позволяет количественно измерять информацию, что чрезвычайно важно для информатики. Рассмотрим вопрос об определении количества информации более подробно на конкретных примерах.

Пусть у нас имеется монета, которую мы бросаем на ровную поверхность. С равной вероятностью произойдет одно из двух возможных событий - монета окажется в одном из двух положений: "орел" или "решка".

Можно говорить, что события равновероятны, если при возрастающем числе опытов количества выпадений "орла" и "решки" постепенно сближаются. Например, если мы бросим монету 10 раз, то "орел" может выпасть 7 раз, а решка - 3 раза, если бросим монету 100 раз, то "орел" может выпасть 60 раз, а "решка" - 40 раз, если бросим монету 1000 раз, то "орел" может выпасть 520 раз, а "решка" - 480 и так далее.

В итоге при очень большой серии опытов количества выпадений "орла" и "решки" практически сравняются.

Перед броском существует неопределенность наших знаний (возможны два события), и, как упадет монета, предсказать невозможно. После броска наступает полная определенность, так как мы видим (получаем зрительное сообщение), что монета в данный момент находится в определенном положении (например, "орел"). Это сообщение приводит к уменьшению неопределенности наших знаний в два раза, так как до броска мы имели два вероятных события, а после броска - только одно, то есть в два раза меньше

В окружающей действительности достаточно часто встречаются ситуации, когда может произойти некоторое количество равновероятных событий. Так, при бросании равносторонней четырехгранной пирамиды существуют 4 равновероятных события, а при бросании шестигранного игрального кубика - 6 равновероятных событий.

Чем больше количество возможных событий, тем больше начальная неопределенность и соответственно тем большее количество информации будет содержать сообщение о результатах опыта.

Единицы измерения количества информации. Для количественного выражения любой величины необходимо определить единицу измерения. Так, для измерения длины в качестве единицы выбран метр, для измерения массы - килограмм и так далее. Аналогично, для определения количества информации необходимо ввести единицу измерения.

За единицу количества информации принимается такое количество информации, которое содержит сообщение, уменьшающее неопределенность в два раза. Такая единица названа "бит".

Если вернуться к опыту с бросанием монеты, то здесь неопределенность как раз уменьшается в два раза и, следовательно, полученное количество информации равно 1 биту.

Минимальной единицей измерения количества информации является бит, а следующей по величине единицей является байт, причем

1 байт =23=8 бит

В информатике система образования кратных единиц измерения количества информации несколько отличается от принятых в большинстве наук. Традиционные метрические системы единиц, например, Международная система единиц СИ, в качестве множителей кратных единиц используют коэффициент 10n, где n= 3, 6, 9 и так далее, что соответствует десятичным приставкам Кило (103), Мега (106), Гига (109) и так далее.

Компьютер оперирует числами не в десятичной, а в двоичной системе счисления, поэтому в кратных единицах измерения количества информации используется коэффициент 2n.

Так, кратные байту единицы измерения количества информации вводятся следующим образом:

1 Кбайт = 210 байт = 1024 байт;

1 Мбайт = 210 Кбайт = 1024 Кбайт;

1 Гбайт = 210 Мбайт = 1024 Мбайт.

Количество возможных событий и количество информации. Существует формула, которая связывает между собой количество возможных событий N и количество информации I:

N=2i

По этой формуле можно легко определить количество возможных событий, если известно количество информации. Например, если мы получили 4 бита информации, то количество возможных событий составляло:

N = 24 = 16.

Наоборот, для определения количества информации, если известно количество событий, необходимо решить показательное уравнение относительно i. Например, в игре "Крестики-нолики" на поле 8x8 перед первым ходом существует 64 возможных события (64 различных варианта расположения "крестика"), тогда уравнение принимает вид:

64 = 2i.

Так как 64 = 26, то получим:

26 = 2i.

Таким образом, I = 6 битов, то есть количество информации, полученное вторым игроком после первого хода первого игрока, составляет 6 битов.

Задача 1. Получено сообщение, информационный объем которого равен 32 битам. чему равен этот объем в байтах?

Решение: В одном байте 8 бит. 32:8=4

Ответ: 4 байта.

Задача 2. Объем информационного сообщения 12582912 битов выразить в килобайтах и мегабайтах.

Решение: Поскольку 1Кбайт=1024 байт=1024*8 бит, то 12582912:(1024*8)=1536 Кбайт и

поскольку 1Мбайт=1024 Кбайт, то 1536:1024=1,5 Мбайт

Ответ:1536Кбайт и 1,5Мбайт.

Задача 3. Компьютер имеет оперативную память 512 Мб. Количество соответствующих этой величине бит больше:

1) 10 000 000 000бит 2) 8 000 000 000бит 3) 6 000 000 000бит 4) 4 000 000 000бит Решение: 512*1024*1024*8 бит=4294967296 бит.

Ответ: 4.

Задача 4. Определить количество битов в двух мегабайтах, используя для чисел только степени 2.

Решение: Поскольку 1байт=8битам=23битам, а 1Мбайт=210 Кбайт=220байт=223бит. Отсюда, 2Мбайт=224бит.

Ответ: 224бит.

Задача 5. Сколько мегабайт информации содержит сообщение объемом 223бит?

223бит=210*210*23бит=210*210*1байт=210Килобайт=1 Мегабайт

Задания обучающимся:

3.1 Заполнить пропуски:

а) Человек получает информацию из окружающего мира с помощью___________________, анализирует ее и выявляет существенные ______________________ с помощью __________________, хранит полученную информацию в ____________.

б) Процесс систематического научного познания окружающего мира приводит к накоплению _____________ в форме ___________ (фактов, научных теорий и так далее). Таким образом, с точки зрения процесса познания информация может рассматриваться как __________________.

в) Количество информации можно рассматривать как меру уменьшения ___________________ знания при __________________ информационных сообщений.

г) За единицу ____________________ информации принимается такое количество информации, которое содержится в информационном сообщении, уменьшающем _________________ знания в два раза. Такая единица названа битом.

д) Алфавитный подход к измерению информации не связывает _______________ информации с ____________________________ сообщения.

2. Заполните пропуски числами:

    1 байт = ….бит

    1 килобайт=…………байт

    1 мегабайт = ……….. килобайт

    1 гигабайт = ……….. мегабайт

    1 терабайт = ……….. гигабайт

3.3 Какое количество информации (в битах) несет:

  а) 1 буква русского алфавита (исключаем из него букву ё) …… бит

   б) 1 цифра двоичного кода …….. бит

   в)Один номер из 16 вариантов ……бит

3.4 Решите задачи:

1 задача:  Получено сообщение, информационный объем которого равен 128 битам. чему равен этот объем в байтах?

2 задача:

Объем информационного сообщения 25 165 824 битов выразить в килобайтах и мегабайтах.

2. задача: Компьютер имеет оперативную память  64 Гб. Количество соответствующих этой величине мегабайт меньше:

а) 50 000 000 б) 65 000 000 в) 70 000 000 г) 64 000 000

4 задача: Определить количество битов в 8 мегабайтах, используя для чисел только степени 2.

5задача: Сколько мегабайт информации содержит сообщение объемом 233 бит?

4Тема: Классификация информационных процессов. Кодирование информации.

Процессы, связанные с поиском, хранением, передачей, обработкой и использованием информации, называются информационными процессами.

 Теперь остановимся на основных информационных процессах.
Поиск информации – это извлечение хранимой информации. Методы поиска информации:

а) Непосредственное наблюдение;

б)  Общение со специалистами по интересующему вас вопросу; 

в) Чтение соответствующей литературы;

г)  Просмотр видео, телепрограмм;

д)  Прослушивание радиопередач, аудиокассет;

е)  Работа в библиотеках и архивах;

ж)  Запрос к информационным системам, базам и банкам компьютерных данных;

з)  Другие методы.

 
Понять, что искать, столкнувшись с той или иной жизненной ситуацией, осуществить процесс поиска - вот умения, которые становятся решающими на пороге третьего тысячелетия. 

Вы осуществляете поиск информации, когда ищете нужное слово в словаре или читаете книгу с целью что-то узнать. Поиск информации — это и обращение в справочную службу (09) для того, чтобы узнать номер нужного вам телефона. Если вы заглянули с той же целью в свою записную книжку — этотожепоискинформации.Существуют целые организации и службы, созданные с целью поиска информации. Так, космические спутники постоянно снимают данные о различных явлениях, происходящих на поверхности Земли, и посылают их в специальные учреждения. Там данные обрабатывают и получают информацию о лесных пожарах, наводнениях и других стихийных бедствиях, чтобы вовремя оказать необходимую помощь пострадавшим.
Поиск информации обычно производится в некотором хранилище информации — телефонном справочнике, словаре, энциклопедии, сети Интернет. Из всего множества представленной там информации вам необходимо выбрать нужную, удовлетворяющую некоторым требованиям, — телефон одноклассника, перевод слова «открытие» на английский язык, годы жизни полководца Суворова, стоимость нужной вам модели роликовых коньков.
Если информация в хранилище систематизирована, то её поиск осуществляется достаточно быстро.
Письменность и кодирование информации

Под словом «кодирование» понимают процесс представления информации в форме, удобной для ее хранения и/или передачи. Кодирование – это перевод информации с одного языка на другой (запись в другой системе символов, в другом алфавите). 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.

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

Обычно кодированием называют перевод информации с «человеческого» языка на формальный, например, в двоичный код, а декодированием – обратный переход.

Цели и способы кодирования

А теперь обратим внимание на то, что может существовать много способов кодирования одного и того же текста на одном и том же языке. Один символ исходного сообщения может заменяться одним символом нового кода или несколькими символами, а может быть и наоборот – несколько символов исходного сообщения заменяются одним символом в новом коде.

Например, 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!». Такое написание текста называю «транслит».

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. Расшифровать (декодировать) стенограмму может только сам стенографист.

Посмотрите на текст стенограммы на рис. 1.2. Там написано следующее: «Говорить умеют все люди на свете. Даже у самых примитивных племен есть речь. Язык — это нечто всеобщее и самое человеческое, что есть на свете».

Китайские иероглифы обозначают целые слова и понятия. Можно придумать и другие способы кодирования.

Приведенные примеры иллюстрируют следующее важное правило: 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 транслитом; 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 информацииможет быть связан с предполагаемым способом ее 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 вам надо произвести вычисления. Скажите, какая запись удобнее для выполнения расчетов: «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.

Широко используемыми в информатике формальными языками являются языки программирования.

История технических способов кодирования информации

С появлением технических средств хранения и передачи информации возникли новые идеи и приемы кодирования. Первым техническим средством передачи информации на расстояние стал телеграф, изобретенный в 1837 году американцем Сэмюэлем Морзе.

Телеграфное сообщение — это последовательность электрических сигналов, передаваемая от одного телеграфного аппарата по проводам к другому телеграфному аппарату. Эти технические обстоятельства привели Морзе к идее использования всего двух видов сигналов — короткого и длинного — для кодирования сообщения, передаваемого по линиям телеграфной связи.

Такой способ кодирования получил название азбуки Морзе. В ней каждая буква алфавита кодируется последовательностью коротких сигналов (точек) и длинных сигналов (тире). Буквы отделяются друг от друга паузами — отсутствием сигналов.

Характерной особенностью азбуки Морзе является переменная длина кода разных букв, поэтому код Морзе называют неравномерным кодом.Буквы, которые встречаются в тексте чаще, имеют более короткий код, чем редкие буквы. Например, код буквы «Е — одна точка, а код буквы «Ъ» состоит из шести знаков. Зачем так сделано? Чтобы сократить длину всего сообщения. Но из-за переменной длины кода букв возникает проблема отделения букв друг от друга в тексте. Поэтому приходится для разделения использовать паузу (пропуск). Следовательно, телеграфный алфавит Морзе является троичным, так как в нем используется три знака: точка, тире, пропуск.

Равномерный телеграфный код был изобретен французом Жаном Морисом Бодо в конце XIX века. В нем использовалось всего два вида сигналов. Неважно, как их назвать: точка и тире, плюс и минус, ноль и единица. Это два отличающихся друг от друга электрических сигнала.В коде Бодо длина кодов всех символов алфавита одинакова и равна пяти. В таком случае не возникает проблемы отделения букв друг от друга: каждая пятерка сигналов — это знак текста.

Код Бодо — это первый в истории техники способ двоичного кодирования информации. Благодаря идее Бодо удалось автоматизировать процесс передачи и печати букв. Был создан клавишный телеграфный аппарат. Нажатие клавиши с определенной буквой вырабатывает соответствующий пятиимпульсный сигнал, который передается по линии связи. Принимающий аппарат под воздействием этого сигнала печатает ту же букву на бумажной ленте.

Закодированное сообщение можно однозначно декодировать с начала, если выполняется условие Фано: никакое кодовое слово не является началом другого кодового слова. Закодированное сообщение можно однозначно декодировать с конца, если выполняется обратное условие Фано: никакое кодовое слово не является окончанием другого кодового слова. Условие Фано – это достаточное, но не необходимое условие однозначного декодирования.

Система основных понятий

Задания обучающимся:

4.1 Записать определение:

Информационным называется процесс _________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________

4.2 Заполнить пропуски:

а) Поиск информации - это ________________________ хранимой информации.

б) Методы поиска информации: 
• непосредственное ____________________________; 
• общение со _______________________ по интересующему вас вопросу; 
• ____________________ соответствующей литературы; 
• просмотр _________________________; 
• __________________________ радиопередач, аудиокассет; 
• ____________________ в библиотеках и архивах; 
• запрос к _____________________________, базам и банкам компьютерных данных; 
• другие методы. 

4.3 Дописать определение: Сообщение, принимаемое человеком, содержит для него информацию, если _________________________________
__________________________________________________________________

4.4  ______________ - это знаковый способ представления информации.

4.5 Основные информационные процессы –

а) _________________________________________________________

б) _________________________________________________________

в) _________________________________________________________

4.6 Кодирование информации –это ____________________ информации из одной символьной формы в другую, удобную для ее хранения, передачи, обработки без ________________ содержания информации.

4.7Первым техническим средством передачи информации на расстояние стал _____________________, изобретенный в 1837 году американцем ______________________________________.

8. Телеграфное сообщение — это последовательность ______________________________ сигналов, передаваемая от одного телеграфного аппарата по ______________________ к другому телеграфному аппарату.
9. ______________________ телеграфный код был изобретен французом _________________________________________ в конце XIX века. В нем использовалось всего два вида сигналов.
10. Код Бодо — это первый в истории техники способ ______________________________________информации.
11. Решение задач:

1. Задача: Для 6 букв латинского алфавита заданы их двоичные коды (для некоторых букв из двух бит, для некоторых – из трех). Эти коды представлены в таблице:

Определите, какая последовательность из 6 букв закодирована двоичной строкой 011 11 10 00 101 100.

1. DEFBAC 2) ABDEFC 3) DECAFB 4) EFCABD

Ответ:

2. Задача:

Для кодирования сообщения, состоящего только из букв A, B, C, D и E, используется неравномерный по длине двоичный код:

Какое (только одно!) из четырех полученных сообщений было передано без ошибок и может быть раскодировано:

1. 110000001011110 2) 110000011011110 3) 110001001001110

4) 11 000 001 001 11 10

Ответ:

3. Задача:

Для передачи по каналу связи сообщения, состоящего только из символов А, Б, В и Г используется посимвольное кодирование: А-0, Б-11, В-100, Г-011. Через канал связи передается сообщение: ГБАВАВГ. Закодируйте сообщение данным кодом.

Ответ:

4. задача:

Для передачи по каналу связи сообщения, состоящего только из символов А, Б, В и Г используется посимвольное кодирование: А-10, Б-11, В-110, Г-0. Через канал связи передается сообщение: ВАГБААГВ. Закодируйте сообщение данным кодом.

Ответ:

5 Тема: Хранение информации; выбор способа хранения информации. Передача информации. Обработка информации. Систематизация информации. Защита информации.

Теория:

Сбор информации не является самоцелью. Чтобы полученная информация могла использоваться, причем многократно, необходимо ее хранить.

Кодирующее устройство - устройство, предназначенное для преобразования исходного сообщения источника к виду, удобному для передачи.

Декодирующее устройство - устройство для преобразования кодированного сообщения в исходное.

Деятельность людей всегда связана с передачей информации.

Передача информации

В процессе передачи информация может теряться и искажаться: искажение звука в телефоне, атмосферные помехи в радио, искажение или затемнение изображения в телевидении, ошибки при передачи в телеграфе. Эти помехи, или, как их называют специалисты, шумы, искажают информацию. К счастью, существует наука, разрабатывающая способы защиты информации - криптология.

Каналы передачи сообщений характеризуются пропускной способностью и помехозащищенностью.

Каналы передачи данных делятся на симплексные (с передачей информации только в одну сторону (телевидение)) и дуплексные (по которым возможно передавать информацию в оба направления (телефон, телеграф)). По каналу могут одновременно передаваться несколько сообщений. Каждое из этих сообщений выделяется (отделяется от других) с помощью специальных фильтров. Например, возможна фильтрация по частоте передаваемых сообщений, как это делается в радиоканалах.

Пропускная способность канала определяется максимальным количеством символов, передаваемых ему в отсутствии помех. Эта характеристика зависит от физических свойств канала.

Для повышения помехозащищенности канала используются специальные методы передачи сообщений, уменьшающие влияние шумов. Например, вводят лишние символы. Эти символы не несут действительного содержания, но используются для контроля правильности сообщения при получении.

С точки зрения теории информации все то, что делает литературный язык красочным, гибким, богатым оттенками, многоплановым, многозначным,- избыточность. Например, как избыточно с таких позиций письмо Татьяны к Онегину. Сколько в нем информационных излишеств для краткого и всем понятного сообщения "Я Вас люблю!"

Обработка информации - преобразование информации из одного вида в другой, осуществляемое по строгим формальным правилам.

Обработка информации по принципу "черного ящика" - процесс, в котором пользователю важна и необходима лишь входная и выходная информация, но правила, по которым происходит преобразование, его не интересуют и не принимаются во внимание.

"Черный ящик" - это система, в которой внешнему наблюдателю доступны лишь информация на входе и на выходе этой системы, а строение и внутренние процессы неизвестны.

 Использование

Информация используется при принятии решений.

• Достоверность, полнота, объективность полученной информации обеспечат вам возможность принять правильное решение.

• Ваша способность ясно и доступно излагать информацию пригодится в общении с окружающими.

• Умение общаться, то есть обмениваться информацией, становится одним главных умений человека в современном мире.

Информационная культурапользователя включает в себя:

• понимание закономерностей информационных процессов;

• знание основ компьютерной грамотности;

• технические навыки взаимодействия с компьютером;

• эффективное применение компьютера как инструмента;

• привычку своевременно обращаться к компьютеру при решении задач из любой области, основанную на владении компьютерными технологиями;

• применение полученной информации в практической деятельности.

Хранение информации - это способ распространения информации в пространстве и времени. Способ хранения информации зависит от ее носителя (книга - библиотека, картина - музей, фотография - альбом). ЭВМ предназначен для компактного хранения информации с возможностью быстрого доступа к ней. 

Информационная система - это хранилище информации, снабженное процедурами ввода, поиска и размещения и выдачи информации. Наличие таких процедур - главная особенность информационных систем, отличающих их от простых скоплений информационных материалов. Например, личная библиотека, в которой может ориентироваться только ее владелец, информационной системой не является. В публичных же библиотеках порядок размещения книг всегда строго определенный. Благодаря ему поиск и выдача книг, а также размещение новых поступлений представляет собой стандартные, формализованные процедуры. 

Историческое развитие человека, формирование человеческого общества связано с развитием речи, с появлением и распространением языков. Язык — это знаковая система для представления и передачи информации. В его состав входит алфавит, лексика (слова), грамматика, пунктуация (правила для записи слов и предложений).

• Люди сохраняют свои знания в записях на различных носителях. Носитель информации – физическая среда, содержащая образы сообщений. Сообщение – часть информации. Благодаря этому знания передаются не только в пространстве, но и во времени — от поколения к поколению.
• Языки бывают естественные, например русский, китайский, английский, и формальные (искусственно созданные человеком для какой-то науки или с определённой целью), например математическая символика, нотная грамота, языки программирования. В формальных языках каждое слово имеет единственное значение и смысл. В них нет синонимов, омонимов.

Канал связи - совокупность технических устройств, обеспечивающих передачу сигнала от источника к получателю.

Обработка информации — это решение некоторой информационной задачи.
Вы хорошо знакомы с задачами по математике. Рассмотрим одну из них: ученики 5А класса посадили 21 дерево, а ученики 5Б класса посадили на 5 деревьев меньше. Сколько деревьев посадили оба класса вместе?
В этой задаче имеется набор исходных данных. Требуется получить результат. Процесс перехода от исходных данных к результату и естьобработка информации. Решая задачу, вы обрабатываете информацию, другими словами, вы являетесь исполнителем, обрабатывающим информацию. Исполнителем может быть не только человек, но и специальное техническое устройство, например, компьютер.В результате решения математических задач вы получаете новую информацию, ранее не существовавшую или не значившуюся в исходных данных. Это происходит за счёт их преобразования по некоторым правилам.
При переходе через дорогу мы получаем зрительную информацию о том, что на светофоре горит красный свет, мозг обрабатывает полученную информацию и выдаёт нам преобразованную: «Стоять!». Здесь входной информацией был красный свет светофора, выходной — решение человека стоять, не переходить дорогу. Аналогичное преобразование информации происходит при совершении покупок (информация о стоимости покупки и наличии денег в кармане преобразуется в решение покупать или не покупать), при планировании отдыха и во многих других случаях.
В рассмотренных выше случаях в результате обработки имеющейся, входной информации мы получаем новую, выходную информацию.
При решении некоторых информационных задач вы будете заниматься обработкой, направленной на изменение формы исходных данных. Это происходит, например, при систематизации исходной информации, поиске нужной информации в хранилище информации, кодировании информации.
Систематизация информации:Представьте себе большую кучу беспорядочно сложенных книг, журналов, фотографий, дисков. Ясно, что очень много самых разнообразных сведений. Но как в них разобраться?
В первую очередь все эти вещи могут быть разделены по определённым признакам на группы. Например, фотографии — отдельно, книги — отдельно, диски — тоже отдельно. Это деление по признаку «тип носителя информации».В свою очередь, каждая группа может быть разбита на более мелкие части по какому-нибудь другому признаку. Например, по году издания: старые (изданные и созданные, например, до 2000 года) и новые (изданные в 2010 году и позднее).Такое деление называют систематизацией (информации, данных, предметов и т. д.).

Систематизированы по темам экспонаты в залах музея, книги по алфавиту в библиотеке, товары в магазине, поезда в расписании и т. д.
Пример. Окружающие нас объекты (предметы, явления, живые существа и пр.) можно систематизировать различными способами. Например, их можно разделить на техногенные (созданные человеком) объекты и природные объекты. Последние, в свою очередь, можно разделить на неживые и живые объекты и т. д.Для облегчения поиска внутри каждого блока информация сортируется, т. е. размещается в определённом порядке (упорядочивается).Чаще всего используются следующие виды сортировки:
 - по алфавиту (в порядке следования букв в алфавите);
 - по номерам (в порядке возрастания или убывания чисел);
 - в хронологической последовательности (по дате и времени). Например, в алфавитном порядке составляется список учащихся в классном журнале. В порядке убывания роста строятся школьники на уроке физкультуры. В хронологической последовательности изучаются события на уроках истории.
Изменение формы представления информации
Важным видом обработки информации является изменение формы её представления. Мы изменяем форму представления информации, когда занимаемся её кодированием. На уроках математики, отмечая на координатном луче точки, вы изменяете форму представления информации с числовой на графическую. Осуществляя на уроках иностранного языка перевод слов, предложений и текстов, вы также изменяете форму представления информации. С текстовой на графическую изменяется форма представления информации, когда вы рисуете иллюстрации к произведениям, изучаемым на уроках литературы.Следует понимать, что выбор формы представления информации зависит от цели, ради которой это представление осуществляется.

Если идёт ремонт дороги, и проезд по ней временно закрыт, то можно сообщать об этом водителям словами «Проезд запрещён», а можно поставить дорожный знак, имеющий такой же смысл. В первом случае на месте ремонтных работ должны день и ночь дежурить люди, а во втором достаточно поставить дорожный знак. Это гораздо удобнее.
Изменение формы представления информации — это переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для восприятия, обработки, хранения или передачи.
Во многих задачах бывает заранее известно правило, по которому следует осуществлять преобразование входной информации в выходную. Это правило может быть представлено в виде формулы или подробного плана действий.

Управление является информационным процессом. Действительно для принятия тех или иных решений и их реализации требуете, постоянно производить различные действия с информацией: получить и обработать данные о состоянии регулируемого объекта и окружающее его среды, передать контролируемому объекту управляющие команды для изменения его состояния в соответствии с целью управления. Часто при организации процесса управления требуется также хранить поступающую информацию, для того чтобы использовать ее в дальнейшем. Таким образом, в ходе управления применяются все наиболее важные виды работы с информацией, фигурирующие в определении информационного процесса.

Необходимо отметить, что первоначально все исследования в области информации относились к кибернетике. Однако с развитием науки область ее проблем расширялась, изучались все новые аспекты работы с информацией. В результате возникла более общая наука - информатика, в которую в качестве составной части вошла кибернетика.

Системы могут быть очень сложными, включающими в себя множество взаимодействующих объектов. Однако для понимания базовых понятий теории можно обойтись простейшей из таких систем, которая содержит всего два объекта - управляющий и исполнительный (управляемый). Примером может служить, например, система, состоящая из светофора и автомобиля.

Значение цели и информации в процессе управления

Цель – это ожидаемый результат в процессе управления.

Кроме цели, для процесса управления важна известная заранее информация, которая называется исходной (входной) информацией.

Управление – процесс целенаправленного воздействия на объект.

Защитой информации называется предотвращение:

• доступа к информации лицам, не имеющим соответствующего разрешения (несанкционированный, нелегальный доступ);

• непредумышленного или недозволенного использования, изменения или разрушения информации.

Под защитой информации, в более широком смысле, понимают комплекс организационных, правовых и технических мер по предотвращению угроз информационной безопасности и устранению их последствий. 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. Между процессами кодирования и шифрования очень тонкая грань. Действия производятся одинаковые, но цель разная. Кодируют информацию для удобной работы с ней, а шифруют, чтобы скрыть,спрятать её смысл от посторонних. 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 (ключом), известным только источнику и адресату. Методами шифрования занимается наука криптография.

Задания обучающимся:

5.1 Заполнить пропуски:

а) К процессу хранения информации можно отнести процесс, в результате которого информация оказывается на носителе в виде, пригодном для последующего извлечения, называется __________________. Таким образом, мы создаем некоторый ______________________________.  

б) Информация в хранилищах нуждается в _______________ по различным причинам, таким как: механические повреждения или изменения свойств носителя, устаревание информации, модернизация структуры для оптимизации доступа к информации и пр. С этой целью выполняется процесс _______________ информации.

в) Организация оптимального ______________ к различной по ценности информации с использованием процедур защиты от несанкционированного ________________ может быть отнесена к процессу хранения.

5.2 Записать определение:

а) Обработка информации - ____________________________________

__________________________________________________________________.

б) "Черный ящик" - это система, в которой _______________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________.

5.3 Процесс обработки информации может представлять собой:

а) ________________ информации отнесен к процессу обработки, поскольку при его осуществлении, независимо от того, осуществляется это вручную или с помощью компьютера, происходит процесс идентификации имеющейся (найденной) информации с требуемой в соответствии с определенными критериями __________________.

б) ___________________ новой информации. При решении задач любой дисциплины человек, обрабатывая имеющиеся исходные данные в соответствии с требуемым результатом, получает некоторую новую информацию. _____________________ новой по содержанию информации из исходной информации возможно путем как математических вычислений, так и логических рассуждений.

в) _______________________ означает изменение формы информации без изменения ее содержания.

г) ______________________ -  преобразование информации из одной символьной формы в другую, удобную для ее обработки, хранения или передачи. К этой деятельности можно отнести упаковку (архивирование), шифрование с использованием различных алгоритмов.

д) ________________________________- устройство, предназначенное для преобразования исходного сообщения источника к виду, удобному для передачи.

е)____________________________________________- устройство для преобразования кодированного сообщения в исходное.

5.4Процесс передачи информации представляет собой ______________

__________________ информации на расстоянии от исходного места хранения. В процессе передачи информации обязательно участвуют источник и приемник информации. Между ними действует _______________________. В процессе передачи информация может теряться или искажаться — случайно или намеренно. На устранение этого могут быть направлены методы ____________ при передаче информации.

5.5 Наука, разрабатывающая способы защиты информации - _______________________.

5.6Каналы__________________________________ характеризуются пропускной способностью и помехозащищенностью.

5.7 Каналы передачи данных делятся на:__________________________

(с передачей информации только в одну сторону (телевидение)) и  ________________________  (по которым возможно передавать информацию в оба направления (телефон, телеграф)).

5.8 По каким признакам может быть систематизирована информация? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

9. Управление______________________________________________.

__________________________________________________________________

5.10 Защитой информации называется предотвращение:

• ___________________________________________________________

__________________________________________________________________

• ___________________________________________________________

__________________________________________________________________

11. Под защитой информации, в более широком смысле, понимают комплекс __________________________________________________________

__________________________________________________________________

Раздел 2: Компьютерные технологии представления информации. Системы счисления и основы логики.

5. Тема: Универсальность дискретного (цифрового) представления информации. Типы систем счисления. Двоичная система счисления.

Теория:

Системой счисления называют способ наименования и записи чисел. За время существования человечества были созданы десятки сотен систем счисления. Одни можно отнести к позиционным, другие – к непозиционным, были смешанные системы счисления.

В непозиционных системах счисления количественное значение символа определяется только его изображением и не зависит от его места (позиции) в числе. Количественное значение символа определяется суммой значений символов. Однако значение символа зависит от его места по отношению к другому символу. В непозиционных системах не представлены дробные и отрицательные числа.

Каноническим примером фактически непозиционной системы счисления является римская, в которой в качестве цифр используются латинские буквы:
I обозначает 1,
V — 5,
X — 10,
L — 50,
C — 100,
D — 500,
M — 1000
Например, II = 1 + 1 = 2
здесь символ I обозначает 1 независимо от места в числе.
На самом деле, римская система не является полностью непозиционной, так как меньшая цифра, идущая перед большей, вычитается из неё, например:
IV = 4, в то время как:
VI = 6

Система счисления называется позиционной, если значение числа в ней определяется как цифрами, принятыми в этой системе, так и положением (позицией) этих цифр в числе. Закономерность построения позиционных чисел имеет простое математическое представление.

Изобретение позиционной нумерации, основанной на поместном значении цифр, приписывается шумерам и вавилонянам; развита была такая нумерация индусами и имела неоценимые последствия в истории человеческой цивилизации. К числу таких систем относится современная десятичная система счисления, возникновение которой связано со счётом на пальцах. В средневековой Европе она появилась через итальянских купцов, в свою очередь заимствовавших её у мусульман.
Каждая позиционная система счисления определяется некоторым числом b > 1 (основание системы счисления) таким, что b единиц в каждом разряде объединяется в одну единицу следующего по старшинству разряда. Система счисления с основанием b также называется b-ричной.
Число x в b-ричной системе счисления представляется в виде линейной комбинации степеней числа b:

Наиболее употребимыми в настоящее время позиционными системами являются системы с основаниями:
2 — двоичная (в дискретной математике, информатике, программировании)
10 — десятичная система счисления
16 — шестнадцатеричная (наиболее часто используется в программировании, а также в шрифтах)
60 — шестидесятеричная (измерение углов и, в частности, долготы и широты)

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 два 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=128 + 0 + 0 + 0 + 8 + 0 + 0 + 1 = 137

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

Переведем десятичное число 45 в двоичную систему счисления.

Правило: Чтобы перевести целое положительное десятичное число в систему счисления с другим основанием, нужно это число разделить на основание. Полученное частное снова разделить на основание и т.д. до тех пор, пока частное не окажется меньше основания. В результате записать в одну строку последнее частное и все остатки, начиная с последнего.

46 = 1011002.

Пример 2. Переведем десятичное число 672 в восьмеричную систему счисления.

672 = 12408.

Пример 3. Переведем десятичное число 934 в шестнадцатеричную систему счисления.

934 = 3А616.

Пример 4. Переведем в двоичную систему счисления положительную десятичную дробь 0.3.

Правило: Чтобы перевести положительную десятичную дробь в двоичную, нужно дробь умножить на 2. Целую часть произведения взять в качестве первой цифры после запятой в двоичной дроби, а дробную часть вновь умножить на 2. В качестве следующей цифры двоичной дроби взять целую часть этого произведения, а дробную часть произведения снова умножить на 2 и т.д. до получения после запятой заданного количества цифр.

Дробная часть 0,6 уже была на втором шаге вычислений. Поэтому вычисления будут повторяться. Следовательно, в двоичной системе счисления число 0,3 представляется периодической дробью:

0,3 = 0,0(1001)2.

Пример 5. Переведем в двоичную систему счисления положительную десятичную дробь 0,625.

0,625 = 0,1012.

Замечание: Перевод десятичного числа в двоичную систему счисления проводится отдельно для его целой и дробной части.

Пример 6. Переведем в десятичную систему счисления двоичное число 1011,011.

Правило: Чтобы перевести число из двоичной системы в десятичную систему счисления, нужно двоичное число представить в виде суммы степеней двойки с коэффициентами-цифрами и найти эту сумму.

1011,0112 = 1•23+0•22+1•21+1•20+0•2–1+1•2–2+1•2–3 =1•8+1•2+1+1•(1/2)2+1•(1/2)3 = 8+2+1+1/4+1/8 = 11,375

1011,0112 = 11,37510.

Пример 7. Переведем в десятичную систему счисления восьмеричное число 511.

5118 = 5•82+1•81+1•80 =5•64+1•8+1 = 329

5118 = 32910.

Пример 8. Переведем в десятичную систему счисления шестнадцатеричное число 1151.

1•163+1•162+5•161+1•160 = 1•4096+1•256+5•16+1 = 4096+256+80+1 = 4433.

115116 = 443310.

Пример 9. Переведем двоичное 1100001111010110 число в восьмеричную форму.

Правило: Для преобразования двоичного числа в восьмеричное, необходимо двоичную последовательность разбить на группы по три цифры справа налево и каждую группу заменить соответствующей восьмеричной цифрой. Аналогично поступают и при переводе в шестнадцатеричную систему, только двоичную последовательность разбивают не на три, а на четыре цифры.

Переведем наше число в восьмеричную и шестнадцатеричную системы:

1100001111010110

1 100 001 111 010 110                                             1100 0011 1101 0110

1   4    1      7     2    6                                                     С       3      D       6

Аналогично осуществляется и обратное преобразование: для этого каждую цифру восьмеричного или шестнадцатеричного числа заменяют группой из трех или четырех цифр. Например:

     A       B         5    1            1  7       7       2       0       4

1010.  1011   0101   0001        1   111   111   010   000   100

Задания для обучающихся:

6.1 Кодирование и передача информации в компьютере осуществляются с помощью _________________ сигналов. Обработка этих сигналов происходит в ___________________. Уровню напряжения от 0 до 0,5 В (вольт) условно поставлена в соответствие цифра __, а уровню напряжения от 2,5 до 5 В цифра __.

6.2 Достоинства дискретного (цифрового) представления информации:

а) __________________.

б) Удобство ____________ реализации.

в) _________________ представления любого вида информации.

г) Уменьшение _______________ сообщения.

д) Обеспечение защиты от случайных ___________________ или нежелательного ________________.

6.3 Каждый символ занимает один байт, то есть представим цепочкой из  ___ нулей и единиц.

6.4 Системой счисления называют способ _________________ и _________________ чисел.

6.5 __________________________ система счисления – это система счисления, в которой количественное значение символа определяется только его изображениеми не зависит от его места (___________________) в числе.

6.6 Система счисления называется ______________________, если значение числа в ней определяется как цифрами, принятыми в системе, так и ____________________ (позицией) этих цифр в числе.

6.7 Какие системы счисления позиционные, а какие – непозиционные?

а) Десятичная система счисления - ___________________________

б) Римские цифры - ___________________________

в) Двоичная система счисления - _____________________________  

6.8 Какие цифры используются в двоичной системе счисления?

_________________________________

6.9 Перевести числа из десятичной системы в двоичную:

35; 108; 567; 85,15

6.10 Перевести числа из двоичной системы в десятичную:

10001110; 11101110011; 101011000; 1001101,101;