Размещено на http://www.allbest.ru/

ПРИДНЕСТРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. Т.Г. ШЕВЧЕНКО

Рыбницкий филиал

Направление «Педагогическое образование»

Профиль «Информатика»

Доп. профиль «Иностранный язык»

Кафедра информатики и программной инженерии

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ»

на тему:

«Основные положения теории информации»

Студентки

II курса

Варзар Юнии Вячеславовны

Научный руководитель:

доцент Козак Людмила Ярославовна

Рыбница, 2016

• ВВЕДЕНИЕ
• I. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ИНФОРМАЦИИ
• 1.1 Данные, информация, знания
• 1.2 Понятие информации
• 1.3 Свойства информации
• II. РЕАЛИЗАЦИЯ И ТЕСТИРОВАНИЕ ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ, ОПИСАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
• 2.1 Краткое описание программных продуктов
• 2.2 Программные продукты
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
• ПРИЛОЖЕНИЕ

Понятие информации является одним из фундаментальных в современной науке вообще и базовым для информатики. Информацию наряду с веществом и энергией рассматривают в качестве важнейшей сущности мира, в котором мы живем. Однако, если задаться целью формально определить понятие "информация", то сделать это будет чрезвычайно сложно.

В простейшем бытовом понимании с термином "информация" обычно ассоциируются некоторые сведения, данные, знания и т.п. Информация передается в виде сообщений, определяющих форму и представление передаваемой информации. Примерами сообщений являются музыкальное произведение; телепередача; команды регулировщика на перекрестке; текст, распечатанный на принтере; данные, полученные в результате работы составленной вами программы и т.д. При этом предполагается, что имеются "источник информации" и "получатель информации".

Сообщение от источника к получателю передается посредством какой-нибудь среды, являющейся в таком случае "каналом связи". Так, при передаче речевого сообщения в качестве такого канала связи можно рассматривать воздух, в котором распространяются звуковые волны, а в случае передачи письменного сообщения (например, текста, распечатанного на принтере) каналом сообщения можно считать лист бумаги, на котором напечатан текст.

Объект курсовой работы - основные положения теории информации.

Предмет курсовой работы - программы на языке Turbo Pascal, Microsoft Visual Basic реализующие некоторые задачи из общих положений теории информации.

Целью данной курсовой работы является нахождение программ для реализации выбранных задач теории информации.

Задачи:

1. Изучить общие положения теории информации.

2. Найти и протестировать программы, реализующие выбранные задачи из теории информации.

3. Изучить алгоритмы программ и применить их на практике.

Актуальность исследования определяется тем, что создание программ, реализующих задачи из разных разделов информации - это одно из популярных и интересных направлений в теоретической информатике. Оно позволяет более детально изучить языки программирования, их функции и помочь разработчику решить заданные ему задачи.

I. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ИНФОРМАЦИИ

1.1 Данные, информация, знания

Данные [data, information] - сведения, факты, показатели, выраженные как в числовой, так и любой другой форме.

Указанный в скобках англоязычный эквивалент термина показывает, что он весьма часто рассматривается как синоним термина "информация". Так, словосочетание "data system" и производные от него могут соответствовать одному из совсем не однозначных, хотя и связанных между собой понятий - "система данных" и "информационная система". Аналогичное явление прослеживается при русскоязычном использовании этого термина. Например, в одном из изданий "Словаря терминов по информатике" данные трактуются, как "Информация, представляющая собой сведения..", а в ГОСТ 15971-84, как "Информация, представленная на материальных носителях".

С целью смыслового разделения понятий "информация" и "данные" Ассоциация стандартов Франции (АФНОР) дает следующее определение: "Данные - факт, понятие или инструкции, представленные в условной форме, удобной для пересылки, интерпретации и обработки человеком или автоматизированными средствами".

Согласно другого важного для понимания этого термина определения: "Данные - некоторый факт, то на чем основан вывод или любая интеллектуальная система". Компонентами данных являются цифры и символы естественного языка или их кодированное представление в виде строки двоичных битов.

Бит [bit от англ . binary digit] - простое двоичное число (цифра или символ), принимающее значения 1 или 0 и служащее для записи и хранения данных в ЭВМ.

Бит является минимальной двоичной единицей измерения энтропии и количества информации в ЭВМ, соответствующей одному двоичному разряду. Энтропия сообщения, выраженная в битах, определяется средним числом символов, необходимых для записи этого сообщения. Определенное количество бит составляет размер других единиц - двоичных слов, в т.ч. - байта [ byte], килобайта [ kilobyte ], мегабайта [ megabyte ] и т.д.

Байт [byte ] - двоичное слово, способное записывать и хранить в памяти ЭВМ один буквенно-цифровой или другой символ данных. Каждый символ записывается в виде набора двоичных цифр (битов) при помощи определенного кода, например, ASCII . Количество бит в байте определяет его разрядность, которая может составлять 8, 16, 32 и т.д. Соответственно байт называют 8-разрядным, 16-разрядным и т.д. Один 8-разрядный байт может определять 256 разных значений, например, десятичных чисел от 0 до 256. Увеличение разрядности ведет к соответствующему увеличению числа возможных вариантов комбинаций, кодируемых одним байтом. Например, 16-разрядным - до 65536 или 2¹⁶ , 32-разрядным - до 2³² и т.д.

Килобайт, Кбайт [kilobyte ] - единица измерения ёмкости памяти или длины записи, равная 1024 байтам. Часто под килобайтом понимается также величина, равная 10³ байт.

Мегабайт, Мбайт [megabyte ] - единица измерения ёмкости памяти или длины записи, равная 1024 килобайтам. Часто под мегабайтом понимается также величина, равная 10³ килобайт или 10⁶ байт.

Гигабайт, Гбайт [gigabyte ] - единица измерения ёмкости памяти или длины записи, равная 1024 мегабайтам. Часто под гигабайтом понимается также величина, равная 10³ мегабайт, 10⁶ килобайт или 10⁹ байт.

1.2 Понятие информации

[Information от лат. Informatio - разъяснение, осведомление]

Данный термин и отражаемое им понятие являются сегодня одними из самых распространённых. Сказанное относится к их использованию, как на бытовом, так и профессиональном уровнях.

Существует множество различных определений этого понятия, например, такие:

· "Информация - содержание какого-либо сообщения, сведения о чём-либо, рассматриваемые в аспекте их передачи в пространстве и времени…";

· "Информация - сведения, подлежащие передаче";

· "Информация - это значение, вкладываемое человеком в данные на основании известных соглашений, используемых для их представления";

· "Информация - содержание, значение данных, которое видят в них люди. Обычно данные состоят из фактов, которые ставятся "информацией" в определённом контексте и понятны людям" .

Следует упомянуть здесь также классическое определение К.Шеннона, в соответствии с которым информация - это то, что сокращает степень неопределённости (у Шеннона - энтропии) у её адресата о каком-либо объекте (в т.ч. явлении, передаваемом сигнале и т.п.). Другими словами, по Шеннону информация это то, что увеличивает степень знания её адресатом интересующих его объектов окружающего мира. В указанном контексте количество информации можно даже рассчитать, например, по увеличению вероятности успешного решения поставленной задачи.

С чем же связано различное представление понятия "Информация" разными его пользователями, включая профессионалов?

Во-первых, его сложной и неоднозначной сущностью, которая к тому же имеет тенденцию достаточно быстро изменяться в ходе научно-технического прогресса. К примеру, в 1992 г. в журнале НТИ в статье одного уважаемого автора достаточно убедительно доказывался тезис о том, что информация отнюдь не всегда повышает вероятность успешного решения некоторых прикладных задач.

Во-вторых, с тем, что цитируемые и другие определения этого понятия вычленяют только те его признаки, которые служат достижению конкретных целей или соответствуют контексту документов, в которых они опубликованы. Так, наука кибернетика расширенно толкую понятие "Информация" вывело его за пределы человеческой речи и других форм коммуникаций между людьми, связав его с целенаправленными системами любой природы - биологической (например, - биотоки в организмах, связи в гинетических механизмах и т.п.), технической (например, - сигналы в электрических сетях) и социальной (движение человеческих знаний в общественных системах).

Признаки информации можно сформулировать следующим образом: "Информация это сведения или данные, объективно отражающие различные стороны и элементы окружающего мира и деятельности человека, на определенном этапе развития общества, представляющие для него какой-либо интерес, и материализованные в форме удобной для использования, передачи, хранения и/или обработки (преобразования) человеком или автоматизированными средствами".

Если на бытовом уровне смешение понятий "данные" и "информация" вполне допустимо, то для профессионалов это может привести к серьезным последствиям,

Чтобы стать информацией, данные должны правильно отражать объекты описания, в противном случае приходится иметь дело с "дезинформацией" (англоязычные эквиваленты: false information, misleading information). Сама по себе "правильность отражения действительности" в соответствии с теорией познания всегда носит условный характер, поскольку связана с уровнем развития знаний на данном этапе развития общества или отдельных его социальных групп и индивидуумов. Так, состав и точность данных, которыми владеют или которые необходимы различным организациям и лицам об одном и том же объекте, будут существенно различаться в зависимости от образовательного, возрастного, социального статусов субъекта информирования а также целей их использования (например, для "повышения общей эрудиции" или для решения научных, технических, производственных, коммерческих и др. задач). В указанном плане данные, которые для одного субъекта будут представляться вполне точными, для другого - могут оказаться грубой "дезинформацией".

Чтобы стать информацией, данные должны представлять для субъекта информирования "определенный интерес" и "новизну". Последнее означает, что они должны быть для него связаны с необходимостью решения каких-либо практических или других задач и сокращать "степень неопределенности" об объекте "интереса". В указанном плане информация помимо того, что она адресно "прибавляет знания" об интересующем объекте, должна доставляться своевременно. К примеру, сообщение о том, что "Сегодня в городе проливной дождь, гололед", полученное после того, как человек успел выйти из дома и промокнуть - информацией не является, как не является информацией и сообщение о погоде, например, в Москве, если субъект там не живет. Для субъекта эти данные являются тем, что в информатике принято называть "информационным шумом". Однако для кого-то в зоне действия средств массовой информации (кто еще не вышел на улицу или живет в упомянутых местах) эти же сведения - информация.

"Информационным шумом" являются также сообщения и данные, не представляющие для субъекта информирования предмета новизны.

Приведенные примеры, носящие откровенно бытовой характер, могут быть заменены другими из любой сферы деятельности человека. Смысл их от этого не изменится: данные, переданные "не по назначению", не своевременно или не представляющие новизну, - являются "информационным шумом".

Понятие "информационный шум" может быть также распространено на данные, "не удобные" для "использования, передачи, хранения и/или обработки", поскольку и в этом случае они приводят к бесполезным, а возможно и вредным затратам материальных, временных и других ресурсов.

Подводя итог сказанному, можно существенно сократить определение понятия информации: "Информация это данные, необходимые или полезные тому, кому они передаются".

1.3 Свойства информации

Как и всякий объект, информация обладает свойствами. Характерной отличительной особенность информации от других объектов природы и общества, является дуализм: на свойства информации влияют как свойства исходных данных, составляющих ее содержательную часть, так и свойства методов, фиксирующих эту информации. С точки зрения информатики наиболее важными представляются следующие общие качественные свойства: объективность, достоверность, полнота, точность, актуальность, полезность, ценность, своевременность, понятность, доступность, краткость и пр.

1. Объективность информации. Объективный - существующий вне и независимо от человеческого сознания. Информация - это отражение внешнего объективного мира. Информация объективна, если она не зависит от методов ее фиксации, чьего-либо мнения, суждения. Пример. Сообщение "На улице тепло" несет субъективную информацию, а сообщение "На улице 22°С" - объективную, но с точностью, зависящей от погрешности средства измерения. Объективную информацию можно получить с помощью исправных датчиков, измерительных приборов. Отражаясь в сознании конкретного человека, информация перестает быть объективной, так как, преобразовывается (в большей или меньшей степени) в зависимости от

2. Достоверность информации. Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Объективная информация всегда достоверна, но достоверная информация может быть как объективной, так и субъективной. Достоверная информация помогает принять нам правильное решение. Недостоверной информация может быть по следующим причинам:

1. Преднамеренное искажение (дезинформация) или непреднамеренное искажение субъективного свойства.

2. Искажение в результате воздействия помех ("испорченный телефон") и недостаточно точных средств ее фиксации.

3. Полнота информации. Информацию можно назвать полной, если ее достаточно для понимания и принятия решений. Неполная информация может привести к ошибочному выводу или решению.

4. Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т. п.

5. Актуальность информации - важность для настоящего времени, злободневность, насущность. Только вовремя полученная информация может быть полезна.

6. Полезность (ценность) информации. Полезность может быть оценена применительно к нуждам конкретных ее потребителей и оценивается по тем задачам, которые можно решить с ее помощью.

Самая ценная информация - объективная, достоверная, полная, и актуальная. При этом следует учитывать, что и необъективная, недостоверная информация (например, художественная литература), имеет большую значимость для человека. Социальная (общественная) информация обладает еще и дополнительными свойствами:

1. Имеет семантический (смысловой) характер, т. е. понятийный, так как именно в понятиях обобщаются наиболее существенные признаки предметов, процессов и явлений окружающего мира.

2. Имеет языковую природу (кроме некоторых видов эстетической информации, например изобразительного искусства). Одно и то же содержание может быть выражено на разных естественных (разговорных) языках, записано в виде математических формул и т. д.

С течением времени количество информации растет, информация накапливается, происходит ее систематизация, оценка и обобщение. Это свойство назвали ростом и кумулированием информации. (Кумуляция - от лат; cumulatio - увеличение, скопление).

Старение информации заключается в уменьшении ее ценности с течением времени. Старит информацию не само время, а появление новой информации, которая уточняет, дополняет или отвергает полностью или частично более раннюю. Научно-техническая информация стареет быстрее, эстетическая (произведения искусства) - медленнее.

Логичность, компактность, удобная форма представления облегчает понимание и усвоение информации.

II. РЕАЛИЗАЦИЯ И ТЕСТИРОВАНИЕ ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ, ОПИСАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Для представления теории информации на ЭВМ были выбраны такие программы общего пользования как: Калькулятор, Шифратор, а так же представлена программа выведения графической информации на языке Turbo Pascal. Калькулятор представлен в двух средах программирования, таких как Turbo Pascal и Microsoft Visual Basic. Разработка данной программы представлены в двух средах программирования в целях выявления положительных и отрицательных сторон создания и ее работы в разных средах программирования. Шифратор представлен в такой среде программирования как Turbo Pascal. В состав программы входят функции, реализующие вывод результатов на экран. Входные данные - коды нажимаемых клавиш, т.е. введенные пользователем числа. Выходные данные - полученные результаты программ.

При подготовке программ были выполнены следующие задачи:

1. Написание функций вода данных.

2. Написание функций вывода результатов.

3. Листинг программных продуктов.

Листинг программных продуктов на языке Turbo Pascal представлен непосредственно в соответствующих пунктах данной главы, листинг программы, представленной в среде Microsoft Visual Basic представлен в Приложении 1 по причине объема кода программного продукта.

2.2 Программные продукты

2.2.1 Калькулятор

В современном мире производится огромное количество калькуляторов, которые различаются между собой не только размерами, но и выполняемыми функциями. Калькуляторы можно разделить на следующие виды:

Простые калькуляторы:

Простые калькуляторы выполняют обычные арифметические расчеты (сложение, вычитание, деление и умножение) и, как правило, несколько дополнительных функций, таких как расчет процентов и извлечение из квадратного корня.

Бухгалтерские калькуляторы:

Как следует из названия этого типа калькуляторов, они предназначены для использования бухгалтерами и кассирами. В целом же основная их функция - это профессиональные расчеты с денежными суммами.

Инженерные калькуляторы:

Более сложный тип калькуляторов, разработанный для различных по сложности инженерных и научных расчетов. Такие калькуляторы способны делать расчеты с приоритетами операций и скобками, иногда позволяют делать расчеты с дробями, делают вычисления элементарных функций, а также поддерживают множество других расчетов .

Финансовые калькуляторы:

В целом, это один из подвидов инженерных калькуляторов, который предназначен для финансовых расчетов, таких как расчет аннуитета, дисконта, размер выплат по кредиту, приведенного потока и подобное.

Программируемые калькуляторы:

Программируемые калькуляторы по их возможностям можно назвать сложными инженерными калькуляторами. Они способны выполнять те же функции, а также дополнительно делать повторные сложные вычисления, выполнять создаваемые пользователями программы. Такие калькуляторы имеют более 10 регистров памяти, зачастую имеют интерфейсы для подключения к внешним устройствам, таким как компьютер. Также оснащены внешней памятью, исполнительными устройствами и аппаратными датчиками. Наиболее функциональные программируемые калькуляторы можно даже отнести к простым портативным компьютерам, но их основное отличие от последних заключается в узкой специализации выполняемых действий.

Графические калькуляторы:

Все графические калькуляторы относятся к программируемым, но их отличает наличие графического экрана. Такие калькуляторы способны поддерживать команды, отображающие графики функций, а также могут выводить на экран рисунки.

В данной курсовой работе на языках Turbo Pascal и Microsoft Visual Basic реализован "простой" калькулятор, выполняющий простые арифметические операции.

Код программы "Калькулятор" на языке Turbo Pascal.

program Calc;

uses CRT;

var a, b, r: real;

c: char;

ok: boolean;

begin

clrscr;

repeat

ok:=true;

writeln('Введите первое число.');

readln(a);

writeln('Введите второе число.');

readln(b);

writeln('Введите действие: "+" - сложение, "-" - вычитание, "*" - умножение, "/" - деление.');

c:=readkey;

case c of

'+': r:=a+b;

'-': r:=a-b;

'*': r:=a*b;

'/': r:=a/b;

else ok:=false;

end;

if ok then writeln(r:0:5);

writeln('"Q" - выход, любая другая клавиша - возврат в калькулятор.');

c:=readkey;

until (c='q') or (c='Q');

end.

Рис. 1."Простой калькулятор на языке T.P. "

Рис. 2."Ввод первого числа "

Рис. 3. "Ввод второго числа"