Презентація на тему:
Загальні положення інформатики і інформаційні структури

Література (основна) Шпак З.Я.Програмування мовою С: Навчальний посібник. - Львів: Оріяна-Нова, 2006. - 432 с. Інформаційні системи і технології / С.Г.Карпенко, В.В.Попов, Ю.А.Тарнавський, Г.А.Шпортюк,. - К. : МАУП, 2004. - 192 с.

Література (методична) Методичні вказівки до лабораторної роботи "Програмування лінійних, розгалужених та циклічних обчислювальних процесів на мові СІ" з курсу "Обчислювальна техніка" : для студ. спец. 21.01 денної форми навчання / В. В. Авраменко. — Суми : СумДУ, 1994. — 21 с. Методичні вказівки до лабораторних занять із дисципліни "Програмування та алгоритмічні мови" за темою "Масиви та функції" : для студ. інженерних спец. денної форми навчання / А. М. Скаковська, М. С. Бабій. — Суми : СумДУ, 2000. — 42 с.

Загальні положення інформатики і інформаційні структури Інформація та її властивості Інформаційні структури

Життя сучасної людини тісно пов’язане з великою кількістю різноманітної інформації, яку доводиться обробляти, відкидаючи не потрібну, фільтрувати, здійснювати в ній пошук необхідних даних. Обсяг інформації постійно збільшується, завдання ускладнюються. Тому використання інформаційних систем стає складовою діяльності будь-якого фахівця - економіста, менеджера, соціолога тощо, важливим чинником успішного функціонування організації загалом. Отже, засвоєння принципів будови та ефективного застосування інформаційних систем і технологій стає дедалі актуальнішим.

1.Інформація та її властивості Інформатика - це комплекс дисциплін, що вивчають властивості і структуру інформації, а також способи її створення, накопичення, обробки, перетворення і передавання за допомогою електронних обчислювальних машин (ЕОМ). Стосовно всього, що пов’язане з обробкою інформації на комп’ютері, вживається також термін “комп’ютерні науки” (computer sciences). У найзагальнішому розумінні інформація - це передавання, відображення певного розмаїття. З імовірно-статистичної точки зору інформацію розглядають як кількісну міру усунення невизначеності, що зменшується в результаті отримання якихось відомостей.

Отже, інформація - це об’єктивно існуючий зміст, який характеризує організацію, структуру, стан і поведінку певної системи загалом або її окремих елементів та зменшує ступінь невизначеності у процесі його пізнання і переробки. Конкретизуючи це поняття, інформацію можна визначити як відомості, сукупність даних у будь-якій формі та вигляді, на будь-яких матеріальних носіях (у тому числі листування, книги, ілюстрації, зокрема діаграми, схеми, рисунки то що, а також фотографії, голограми, кіно-, відеофільми, мікрофільми, звукові записи, бази даних комп’ютерних систем та ін.), що є об’єктами зберігання, передавання та перетворення. Матеріальними носіями можуть бути сталі носії, наприклад, папір, магнітний матеріал, магнітні властивості якого змінені, або речовина, якщо записана інформація змінила її оптичні (фотоплівка, голограма) чи електричні властивості. Існують також тимчасові носії: оперативна пам’ять, електричний сигнал, електромагнітне поле, світловий промінь.

Для вимірювання інформації її можна подати як послідовність елементарних сигналів. У цьому разі еталоном інформації вибирають послідовність, що складається з одного елементарного сигналу. За одиницю вимірювання інформації беруть кількість інформації, що вміщує в себе еталонна послідовність, яка складається з одного елементарного сигналу. Ця одиниця називається біт інформації. (Англійське слово bit утворене в результаті злиття слів binary - двійковий і digit -знак, цифра). Біт можна відобразити за допомогою будь-якого елемента, що має тільки два різні стабільні стани. Для ЕОМ такий стан характеризується наявністю або відсутністю імпульсу, що з математичної точки зору описується нулем чи одиницею, тобто двійковою системою числення. Всі дані, команди та адреси записуються в ЕОМ у цій системі числення. Переведення числа з десяткової системи числення в двійкову здійснюється за допомогою послідовного ділення цього числа на 2, при цьому залишок від ділення займає відповідну позицію справа наліво. Для зворотної операції переведення з двійкової системи числення у десяткову потрібно подати число як суму ступенів числа 2 і потім цю суму скласти.

Двійкові числа громіздкі, тому для відображення числової інформації в ЕОМ користуються шістнадцятковою системою числення. В цій системі разом з десятьма цифрами використовують латинські літери A(10), B(11), C(12), D(13), E(14), F(15). Двійкове число дуже легко перетворити в шістнадцяткове. Для цього його розбивають на групи з чотирьох цифр справа наліво, і кожну групу замінюють від-повідною шістнадцятковою цифрою (максимальне значення чотиризначного двійкового числа 1111 дорівнює F у шістнадцятковій системі).

Через мале значення одиниці інформації біт в інформатиці користуються іншою одиницею - байтом інформації (позначається [Бт]), що є восьмизначним двійковим або двозначним шістнадцятковим числом і складається з восьми послідовних бітів. В одному байті можна закодувати значення одного символу з 256 можливих (256 = 2^8), він може мати значення від 0 до 255 (016 - FF16). Для позначення ве-ликих обсягів інформації використовують складені одиниці: кілобайт (1 КБт = 1024 Бт = 210 Бт), мегабайт (1 МБт = 1024 КБт), гігабайт (1 ГБт = 1024 МБт). ЕОМ може обробляти лише інформацію, подану в числовому вигляді. Для обробки всієї іншої інформації (текстів, зображення, звуків) за допомогою ЕОМ потрібно перетворити її у числову форму.

Для такого перетворення існують різні відповідні пристрої та програми. Сукупність однорідної інформації з необхідними службовими даними для збереження та обробки за допомогою ЕОМ оформлюється у вигляді файлів. Файли записують на зовнішні носії (або накопичу-вані) інформації - гнучкі та жорсткі магнітні диски, магнітні стрічки, оптичні компакт-диски, магнітно-оптичні диски, диски DVD. Файли систематизують за допомогою каталогів, в які користувачі їх групують (чи записують) на власний розсуд.

Для реалізації системи зберігання інформації на зовнішніх накопичувачах створюють файлову систему. Носії інформації, зокрема диски, форматують, для цього диск за допомогою магнітних позначок розподіляють на концентричні доріжки (треки), треки розбивають на сектори по 512 Бт кожен. Треки та сектори нумерують. Створювана під час форматування файлова система слідкує, в які сектори та на які доріжки записується той або інший файл, в яких секторах записано інформацію про зміст конкретного каталогу. Процес обробки інформації за допомогою ЕОМ полягає у зчитуванні даних, записаних у вигляді файлів, в оперативну пам’ять ЕОМ, а також у редагуванні, доповненні чи перетворенні їх за допомогою відповідних комп’ютерних програм. Щоб зберегти модифіковану інормацію, її знову записують на диски у вигляді файлів.

2.Інформаційні структури Інформаційні системи і бази даних Сукупність певних відомостей щодо конкретних об’єктів з визначеними засобами пошуку інформації становлять інформаційну систему (ІС). Такі системи оточують нас у повсякденному житті. Наприклад, звичайний записничок або бібліографічний каталог у бібліотеці є інформаційною системою. Файлова система для зберігання файлів - також ІС у загальному розумінні. Метою будь-якої ІС є обробка даних. ІС оперує наборами об’єктів, побудованих щодо конкретної предметної області з використанням конкретних значень даних про ці об’єкти. Стосовно ІС дане - це деякий показник, що характеризує певний об’єкт і приймає для конкретного екземпляра об’єкта числове, текстове або інше значення.

Із загальної точки зору, серед ІС можна виокремити автоматизовані ІС, в яких застосовуються технічні засоби пошуку та обробки інформації, зокрема ЕОМ. Автоматизована ІС - це сукупність упорядкованих у певний спосіб даних і комплексу апаратно-програмних засобів для зберігання даних та маніпулювання ними. Властивості ІС залежать від структури інформації. Неструктурованість даних істотно обмежує можливості автоматизованої обробки інформації в ІС. Структурування інформації полягає в усуненні неоднозначності у записі даних, а також у формулюванні певних домовленостей щодо способів подання даних в ІС.

База даних (БД) є сукупністю у певний спосіб організованих даних, що зберігаються на комп’ютерних носіях і відображають стан об’єктів та їх взаємозалежність у конкретній предметній ділянці. За логічною структурою даних, що зберігаються у базі, розрізняють реляційні, ієрархічні та мережні БД. У найпоширеніших реляційних БД дані утворюють кілька зв’язаних між собою двовимірних таблиць (списків) із фіксованою кількістю стовпців (полів) і змінною кількістю рядків (записів). В ієрархічній структурі вихідні елементи породжують інші елементи, які в свою чергу можуть породжувати свої елементи. Найчастіше ієрархічну структуру можна звести до простої реляційної. Існують і складніші структури - мережні, в яких кожному породженому елементу відповідає більше як один елемент, що його породжує. В таких БД використовуються дві групи елементів: “запис” і “зв’язок”. Елемент “зв’язок” встановлюється для двох типів елементів “запис”: попередника та наступника.

Для організації інформації у БД, її накопичення, зберігання та обробки створюють системи керування базами даних (СКБД), які становлять комплекс мовних і програмних засобів, призначених для створення, ведення та спільного використання БД багатьма користувачами. Банк даних (БнД) є різновидом ІС, в якій реалізовано функції централізованого зберігання та накопичення оброблюваної інформації, яка організована в одну або кілька БД. Зазвичай банк даних складається з таких компонентів: база (або кілька баз) даних, система керування базами даних, словник даних, адміністратор, обчислювальна система, що є сукупністю зв’язаних і узгоджено діючих ЕОМ, та обслуговуючий персонал.