ТЕМА 1.2. ІНФОРМАТИКА ЯК НАУКА ПРО МЕТОДИ ОБРОБКИ ІНФОРМАЦІЇ

· теоретичні основи та предметна база інформатики

· види та форми інформації

· представлення інформації в пам’яті комп’ютера

· одиниці виміру інформації

Основні терміни теми: інформатика, інформація, кодування інформації, формати даних, двійкова система числення, біт, байт, кілобайт, мегабайт, гігабайт.

 Предмет та зміст інформатики. Інформатика – це наука, яка вивчає закони накопичення, збереження, пошуку, обробки та передачі інформації. Вона виникла задовго до появи пер­ших електронно-обчислювальних машин (ЕОМ). Потреба зберігати та накопи­чувати інформацію з метою подальшого використання виникла ще на ранніх стадіях розвитку суспільства.

Виникнення писемності дозволило записувати (зберігати) інформацію за допомогою спеціальних наборів символів (алфавіту) та правил кодування (мови). З часом виникла потреба у впорядкуванні (систематизації) інформації. Обсяги інформації постійно зростали і пошук потрібної інформації ускладнювався. Тому алфавіти сучасних мов впорядковані, тобто визначена послідовність символів у алфавіті. Так, в латинському алфавіті спочатку йде літера A, потім B, С і т.д., в кінці X, Y, Z. Звичайно, кількість символів алфавіту та їх порядок для різних мов різний, але впорядкованість зберігається практично в усіх мовах. Саме впорядкованість за алфавітом дозволяє нам швидко знаходити потрібну книгу у каталозі, слово у словнику тощо.

Поряд з методами обробки інформації свою еволюцію пройшли і носії інформації: від поверхонь скель та шкіри до звичного нам паперу, магнітних та лазерних носіїв.

Розвиток техніки і прикладних наук дозволив створити спочатку механічні пристрої для обробки інформації (арифмометри), а згодом і електронно-обчислювальні машини (ЕОМ). Не вникаючи в історію виникнення та розвитку ЕОМ, зауважимо, що сучасні персональні комп’ютери (ПК) за допомогою програм­ного забезпечення можуть обробляти різного роду інформацію (тек­сто­ву, графічну, звукову та відео), зберігати її на магнітних та лазерних дисках, передавати на значні відстані (за допомогою комп’ютерних мереж), накопи­чувати та здійснювати пошук потрібної інформації.

Тому теоретичною основою інформатики є інформація, а предметною базою на сучасному етапі розвитку суспільства – потужні комп’ютери та програмне забезпечення до них.

Інформація. Основною категорією, з якою оперує інформатика, є інформація. Можна довго дискутувати з приводу того, що таке інформація, але звернемо увагу на те, що використання інформації в окремих сферах діяльності суспільства дозво­ляє класифікувати її як наукову, технічну, економічну, політичну, спортивну і т.д., а сучасні технічні засоби – відображати її у текстовій, графічній, звуковій та інших формах. Що ж стосується інформації, яка зберігається в пам’яті комп’ютера, то відмітимо, що вона представлена у числовому вигляді.

Представлення інформації в пам’яті ЕОМ. Виникає питання: як у числовому вигляді можна представити текст, графічні зображення, звук, відео? Як потім їх відобразити? Для цього викорис­товують кодування інформації. Наприклад, якщо поставити кожному символу (літері, цифрі, розділовому знаку) у відповідність якесь число (код), то текст можна представити у вигляді чисел (кодів). Аналогічно можна кодувати графіч­ні зображення трійками чисел. Перші два числа – це координати точки, а третє – її колір. Звук можна кодувати парою чисел; перше число – це частота, а друге – тривалість. Схеми, по яких здійснюється кодування інформації називаються форматами даних.

Числа, з якими оперує комп’ютер, представлені у двійковій системі числення (у вигляді 0 і 1). Наприклад, числа 0, 1, 2, 3, 4 у двійковій системі числення відповідно матимуть вигляд (0)2, (1)2, (10)2, (11)2, (100)2. Всі дії над числами комп’ютер теж виконує у двійковій системі числення. Вибір двійкової системи числення пов’язаний з тим, що речовина (матерія) може перебувати в двох стійких станах, наприклад, включено, виключено; намагнічено, не намагнічено; висока напруга, низька напруга. Один із цих станів позначають 1, а інший – 0.

Одиниці виміру інформації. Найменшою одиницею виміру інформації є один біт. У біт можна запи­сати одне із чисел 0 або 1. Біт настільки мала одиниця інформації, що на прак­тиці не використовується.

Наступною одиницею виміру інформації є один байт. Байт – це послідовність із 8-ми бітів. У байт можна записати будь-яке число від 0 до 255 (у двійковій системі числення (11111111)2 = 255).

Після байта наступною одиницею виміру інформації є 1 Кбайт = 1024 байт = 210 байт. Далі йде 1 Мбайт = 1024 Кбайт = 220 байт і 1 Гбайт = 1024 Мбайт = 230 байт. Слід зауважити, що 1 Гбайт досить велика одиниця виміру інформації.

Також слід відмітити, що різна інформація займає різний об’єм пам’яті. Найменше займає звичайний текст (один символ – 1 байт), значно більше графічне зображення (все залежить від розмірів рисунка), ще більше займає звук (1хв » 1Мбайт), великий об’єм займає відео (1хв » 10Мбайт).