Informatikos termino kilmė ir apibrėžimai

1 TEMA • Informatikos termino kilmė ir apibrėžimai • Informacija, duomenys, žinios • Informacijos klasifikavimas • Informacijos savybės. Ekonominės informacijos ypatybės, kiekio (apimties) vienetai Informatikos termino kilmė ir apibrėžimai Informatika, tai automatizuotas informacijos apdorojimas arba informacijos apdorojimas kompiuteriu (pranc. - informatique). Informatika – mokslas apie kompiuterius (angl. – computer science). Terminas informatika atsirado Prancūzijoje septintame dešimtmetyje, t.y šį terminą 1966 m. pirmoji patvirtino Prancūzijos Mokslų Akademija. 1968 metais jį pradėjo naudoti vokiečiai, austrai, rusai ir kitos šalys. Nuo tada, atėjęs iš rusų kalbos, šis terminas naudojamas ir Lietuvoje. Informatikos objekto ribos nėra griežtos ir šį terminą įvairūs šaltiniai apibrėžia labai įvairiai. Informatika – tai mokslo sritis nagrinėjanti informacijos savybes bei struktūrą taip pat informacijos sukūrimo, kaupimo, saugojimo, apdorojimo, perdavimo, panaudojimo procesus bei metodus ir priemones jiems sukurti, atlikti. Informatika kaip atskira žmogaus veiklos sritis susiformavo kompiuterinės technikos išsivystymo dėka. Todėl pastaruoju metu informatika traktuojama kaip žmogaus veiklos sritis, susijusi su informacijos apdorojimu, naudojimu ir perdavimo procesais kompiuteriu bei telekomunikacijos priemonių pagalba. Informatikos apibrėžimai: Informatika – tai mokslas apie informaciją, jos kaupimą, saugojimą, perdavimą ir, svarbiausia, apdorojimą. Informatika – tai mokslas apie informacijos apdorojimą kompiuteriu taikant modernias informacines priemones. Informacija, duomenys, žinios Informatikos negalima įsivaizduoti be pagrindinio jos išteklio informacijos. Kas tai yra informacija? Norėdami atsakyti į šį klausimą, mes turime išsiaiškinti kuria prasme yra laukiamas atsakymas. Informaciją galime apibrėžti įvairiomis prasmėmis, t.y. bendrąja, filosofine, komunikacine, ekonomine ir pan. Terminas informacija kilęs iš lotynų kalbos, o tai reiškia išaiškinimą, išdėstymą, supažindinimą. Bendrąja prasme: Informacija – tai visuma žinių apie kokius nors faktinius duomenis (aplinkos reiškinius, visuomenes procesus, techninius objektus ir kt.) ir jų tarpusavio ryšius. Vartotojo požiūriu šios žinios turi būti suprantamos, priimtinos ir naudingos. Filosofine prasme: Informacija – objektyviai egzistuojantis pasaulio reiškinys. Tai žinios, kurias žmogus gauna, įsimena, perduoda. Informacija – tai žmogaus suvoktas objekto turinys. Informacija – tai realaus pasaulio atspindys. Komunikacine prasme: Informacija – tai žinios, kurias galime perduoti, priimti ir įsiminti. Informacija – tai žinios, perduodamos vienu asmenų kitiems žodžiu arba žiniasklaidos priemonėmis: per spaudą, radiją, televiziją, kiną, kompiuteriu tinklus. Ekonomine prasme informacija turi savybių, būdingų kitiems ištekliams, t.y., ją galima pirkti, parduoti, apdoroti. Ji aktyviai naudojama vertę kuriančiuose procesuose. Ekonominė informacija susijusi su materialinių gėrybių bei paslaugų gamybos, paskirstymo bei mainų procesais. Ekonominė informacija – tai informacija, kuri atspindi socialinius, ekonominius procesus ir naudojama šiems procesams ir žmonių kolektyvams valdyti tiek gamybinėje tiek negamybinėje sferose. Informacijos apibrėžimuose greta termino informacija dažnai naudojami terminai žinios, duomenys. Taigi, kas yra žinios? Žinios – tai idėjų, taisyklių, instinktų bei procedūrų kombinacija, kurių dėka atliekami atitinkami veiksmai bei priimami sprendimai. Žinios nėra visiškai tas pats, kas ir informacija. Informacija yra apibrėžiama per žinias. Lentelėje pateikti pagrindiniai skirtumai tarp žinių ir informacijos. Duomenys – tai tam tikru būdu, ženklais, jų sekomis, paveikslėliais, garsais išreikšti faktai, kurie gali būti arba nebūti reikalingi, atitinkamam tikslui pasiekti ar darbui atlikti. Kitaip tariant, duomenys, tai kompiuteriuose laikoma ir apdorojama informacija. Duomenis suprantame kaip tam tikrus požymius ar užrašytus stebėjimus, kurie dėl tam tikrų priežasčių nėra naudojami, o tik saugomi. Tik tuo atveju kai pasitaiko proga šiuos duomenis panaudoti tam, kad sumažinti nežinią apie tam tikrą objektą ar reiškinį, jie virsta informacija. Todėl galima sakyti, kad informacija yra išanalizuoti duomenys, kurių forma ir turinys yra skirti ir tinkami naudoti, o konkretus vartotojas, interpretuodamas šiuos duomenis jiems suteikia specifinę jam žinomą prasmę. Duomenis paverčiant informacija, jiems suteikiamas turinys ir forma, kurie reikalingi ir patogūs informacijos vartotojui iš informacijos kurti žinias. Duomenys – informacija – žinios. Žinias naudojamos duomenims apdoroti ir taip versti juos į informaciją. Vadinasi, informacija siaurąja prasme, būtų antrinis produktas, duomenys – pirminis, o žinios – instrumentarijus, kurio pagalba duomenys yra apdorojami ir paverčiami informacija. Žmonės įvertina informaciją, priima sprendimus, atlieka veiksmus. Sprendimų ir veiksmų rezultatai didina žinias, kurios bus panaudotos vėliau ( taip kaupiamas patyrimas): Informacijos klasifikavimas Norint ką nors klasifikuoti, būtina nustatyti būdingus klasifikuojamo objekto požymius. Informaciją dažniausiai klasifikuojama pagal ją teikiančius šaltinius ir jos apdorojimo būdus. Pagal gavimo šaltinius: • Elementarioji informacija – tai vienos fizinės (negyvos) informacijos sistemos poveikis kitai, tiek negyvai, tiek gyvajai. • Genetinė informacija – tai sudėtinga informacijos rūšis, ją perduoda visi organizmai. • Biologinė informacija – ją perduoda visi gyvieji organizmai. Tai įvairūs fiziologiniai pojūčiai, signalai – skausmas, alkis, temperatūra ir pan. • Socialinė (kompiuterinė) informacija - tai tokia informacija, kurią skleidžia bei vartoja žmogus arba visuomenė. Kompiuterinės informacijos šaltininis yra žmogaus sukurtas prietaisas. Pagal apdorojimo būdus: • Tekstinė (simbolinė) informacija – tai įvairių kalbų abėcėlės, skaitmenys bei specialūs ženklai , užkoduoti ASCII arba UNICODE kodais. • Skaitmeninė (skaičių) informacija – tai sveikieji, realieji įvairaus ilgio (tikslumo) skaičiai bei loginės reikšmės. • Vaizdinė (grafinė) informacija - tai vektoriniu ar rastriniu būdu užkoduoti paveikslai, brėžiniai. • Video informacija – tai įvairiais būdais užkoduoti ir suglaudinti judantys vaizdai (filmai). • Garsinė (audio) informacija – tai įvairiais būdais užkoduotas ir suglaudintas garsas. Informacijos savybės. Ekonominės informacijos ypatybės, kiekio (apimties) vienetai Bendrosios informacijos savybės: 1. Informacijos pokyčiai (senėjimas, nuvertėjimas) bėgant laikui. 2. Informacijai netinka adityvumo (sudėties) principas, t.y., jei gausime tą pačią informaciją iš dviejų šaltinių, jos nebus dvigubai daugiau. 3. Informacijai netinka komutatyvumo (perstatymo) principas, t.y. jei apdorojama informacija A, o po to informaciją B, tai gauti rezultatai gali nesutapti su rezultatais, jei pirmiau apdorosime informaciją B, o po to - A. 4. Informacijos turinys nepriklauso nuo jos saugojimo būdų (laikmenų), taip pat nuo pateikimo formos. Bendrieji informacijos dėsniai: Informacija yra valdoma tam tikru dėsnių – esminių sąryšių, glaudžiai susijusių su informacijos savybėmis. Dažniausiai kalbama apie tris informacijos dėsnius: • informacijos kiekio augimas (Informacijos sparčiai gausėja); • informacijos senėjimas (Informacija sensta: ji atsiranda būna ir pranyksta. Dažnai ne visa sunyksta, o tampa žiniomis kitai pakopai); • informacijos sklaida (Informacijos sklaidos dėsnį 1934 m. suformulavo anglų mokslininkas S.Bredfordas. Informacija išsisklaido – tik apie pusę jos paskelbiama tos srities leidiniuose). Ekonominės informacijos savybės. Informacija turi specifinių savybių vienaip ar kitaip svarbių su ja dirbantiems vartotojams. Galimybė efektyviai panaudoti informaciją priklauso nuo įvairių jos kokybės rodiklių. Naudingumas. Jį lemia tokios charakteristikos kaip informacijos aktualumas, kokybė, prieinamumas, pateikimo forma. Informacijos nauda pirmiausia pasireiškia per jos aktualumą – savybę, kuri nusako, kiek konkreti informacija konkrečiu laiko momentu reikalinga vartotojui. Aktualumas nėra pastovi informacijos savybė laiko atžvilgiu. Informacijos pilnumas nusako, ar pakankamai turima informacija aprašo tam tikro objekto ar reiškinio esmę. Jei sakome, kad informacija yra pilna, tai reiškia, kad ji turi minimalų bet pakankamą teisingam sprendimui priimti rodiklių rinkinį. Informacijos pilnumas susijęs su jos prasminiu turiniu bei vartotojiškomis savybėmis. Valdymo informacija gali būti nepakankama, normalaus pakankamumo ir perteklinė. Tiek nepakankama, tiek perteklinė informacija mažina sprendimų priėmimo efektyvumą. Informacijos savalaikiškumas rodo, kaip informacijos gavimo momentas sutampa su jos poreikio momentu. Savalaikiška informacija turi būti gauta ne vėliau nustatyto laiko, kuris yra suderintas su tam tikro uždavinio sprendimo laiku. Ši charakteristika ypač svarbi informacijai, kuri naudojama priimant strateginius ir taktinius valdymo sprendimus, kaip būtent greita ir pagrįsta reakcija į pasikeitusias veiklos sritis. Taip pat ši charakteristika labai svarbi operatyvios veiklos informacijai. Kai reikiama kaip galima greičiau pranešti apie įvykusį nuokrypį nuo normalios procesų eigos. Informacijos tikrumas (teisingumas) susijęs su jos atrinkimo ir formavimo teisingumu, siekiant kuo tiksliau pavaizduoti objekto savybes. Rodo, kiek informacija atitinka objektyvių ją nusakomų valdymo situacijų, kuriose priimami atitinkami sprendimai, charakteristikas. Šią savybę galima formalizuoti, nusakant maksimaliai leistiną klaidų skaičių. Pavyzdžiui, informacijos tikrumo lygis 99,5 % rodo, kad iš 1000 informacijos vienetų 5 gali būti klaidingi. Informacijos reikšmingumas yra specifinė savybė, priklausanti nuo vartotojo. Tai kas vienam asmeniui atrodo reikšminga, kitam asmeniui gali būti beprasmiais duomenimis. Vienos dalykinės srities informacija gali nieko nesakyti kitos srities specialistui. Jeigu pačią informacija kai kurie vartotojai gali neteisingai suprasti, tuomet ji nebus nei reikšminga nei naudinga. Ekonominės informacijos ypatybės. • „Kieti” duomenys ( hard data) - turintys formalų pavidalą, formą, laikmeną bei vieną prasmę – pvz., prekės kodas, kaina, kliento pavardė, adresas, banko rekvizitai ir t.t. Saugomi formaliose informacinėse sistemose. • „Minkšti” duomenys ( soft data) - neformali, intuityvi arba euristinė informacija, gaunama neformaliais kanalais – asmeniškai bendraujant, per žiniasklaidos priemones, mokantis bei lavinantis. • Ekonominei informacijai budingos matematiškai nesudėtingos apdorojimo procedūros, tačiau gana sudėtingos apdorojamų duomenų struktūros, taip pat dideli apdorojamų duomenų kiekiai. Nepaisant gausėjančių informacijos vaizdavimo formų (trimatė ir dinaminė grafika, animacija, hipertekstas ir t.t.), ekonominėje informatikoje vyrauja simbolinis duomenų pateikimo pavidalas. Ekonominės informacijos matavimo vienetai. Pastaruoju metu galima pastebėti audringą duomenų vaizdavimo formų kompiuteryje vystymąsi. Čia galima paminėti trimatę ir dinaminę grafiką, kompiuterių animaciją ir virtualią realybę. Tačiau ekonominėje informatikoje iki šiol dominuoja simbolinis duomenų pateikimo pavidalas. Taigi ekonominėje informatikoje duomenys užrašomi simboliais. Vartotoją paprastai domina tokie ženklų deriniai, kurie turi ekonominę prasmę. Nors informacija yra nemateriali jos kiekis ir apimtys turi būti kokiu nors būdu išmatuotos ir įvertintos. Toks įvertinimas reikalingas daugeliu atžvilgiu: įvertinant informacijos srautų savybes, nustatant informacinių technologijų pajėgumus, galiausiai atsiskaitant už informacines paslaugas. Vartotojo aplinkoje ir vidiniuose kompiuterio informacijos procesuose struktūriniai informacijos vienetai yra skirtingi. Vartotojo aplinkoje dažniausiai naudojami tokie informacijos vienetai: rekvizitai, rodiklis, įrašas, failas, pranešimas ir duomenų bazės. Rekvizitas arba pavienis duomuo – tai logiškai nedalomas informacinės visumos elementas (pvz.: mėnuo, pavardė, kiekis). Skiriami: • Rekvizitai požymiai • Rekvizitai pagrindai Rekvizitas požymis savo reikšme apsprendžia kokios nors veiklos aplinkybes (pvz.: kada įvyko – mėnuo; kur įvyko - vieta). Rekvizito pagrindo reikšmė – apspręsti kokios nors veiklos dydį (pvz.: parduotą kiekį, pervestą pinigų sumą). Vienas rekvizitas pagrindas su keliais jį charakterizuojančiais rekvizitais požymiais sudaro rodiklį. Pavyzdžiui, studento X surinktų balų skaičius per vieną semestrą (kas, kiek, kada). Iš rekvizitų sudaromi įrašai. Skirtingi rekvizitai, esantys įraše, drauge apibūdina kokį nors ūkinį veiksmą, reiškinį. Vienodų įrašų visuma sudaro failą. Failo dydis praktiškai neribojamas, nes jis rašomas ir saugomas išorinėje kompiuterio atmintyje. Pranešimas paprastai tapatinamas su informacijos kiekiu esančiu viename materialiame dokumente. Pranešimą gali sudaryti vienas įrašas (pvz.: mokestinis pavedimas, algos lapelis) arba keli įrašai (prekių užsakymas, sąskaita, stipendijų mokėjimo žiniaraštis ir pan.). Duomenų bazė – tai pagal nustatytas sąlygas organizuotų duomenų visuma. Sąlygos numato bendruosius aprašymo, saugojimo ir operavimo duomenimis principus. Lentelė 1 Rekvizitai Požymiai Pagrindai Įrašo struktūra: Prekė Data Mato vienetas Parduotas kiekis 1 įrašas Grūdėta varškė 2001 12 04 vnt. 500 2 įrašas Sūris „Žiogelis“ 2001 12 07 vnt. 600 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ n įrašas „Šėtos“ sūris 2001 12 09 kg 50 2 TEMA • Visuomenės raida • Informacinės visuomenės samprata • Pagrindiniai gyvenimo informacinėje visuomenėje bruožai • Informacinės technologijos • Svarbiausių informacijos technologijų priemonių raida • Bendra IT apžvalga (iš vartotojo pozicijų) Visuomenės raida Jei atskirais istorijos laikotarpiais išskirsime svarbiausius visuomenės socialinius prioritetus, žmonijos istoriją galėsime pavaizduoti kaip atskirų bangų seką, kur kiekviena banga atnešė pokyčius, susijusius su pagrindine tos bangos idėja. Supaprastintame modelyje išskiriamos trys bangos (1 pav.): • Agrarinė visuomenė - ekonominė žmonių veikla siejama su maisto produktų gamyba, ribojantis veiksnys – dirbamos žemės plotas. • Industrinė visuomenė - ekonominė žmonių veikla nukreipta į prekių gamybą, ribojantis veiksnys – turimas kapitalas. • Informacinė (žinių) visuomenė – ekonominės veiklos pagrindu tampa informacijos parengimas ir taikymas kitų gamybos formų funkcionavimui, ribojantis veiksnys – turimų žinių kiekis. 1 pav. Trys žmonijos raidos bangos Šiuo metu vyksta perėjimas nuo industrinės į informacinę visuomenę. Informacija tampa svarbiausiu ekonominės ir socialinės veiklos matu. Formuojasi fundamentalūs pokyčiai pramonėje ir socialiniame žmonių gyvenime. Informacinės visuomenės samprata Informacinė visuomenė - tai atvira, išsilavinusi ir besimokanti  visuomenė, kurios nariai gali ir   geba visose savo veiklos srityse veikti šiuolaikinių informacinių technologijų aplinkoje, naudotis  šalies bei pasaulio informacijos resursais, o valdžios institucijos užtikrina informacijos  prieinamumą  ir  patikimumą.  Toliau pateiktos penkios informacinės visuomenės sampratos alternatyvos, kurios parodo, kaip sunku vienareikšmiškai apibrėžti informacinę visuomenę ir atskiro individo vietą joje. Technologinė samprata. Šiuolaikinės informacijos technologijos duoda galimybę veiksmingai apdoroti, saugoti ir perduoti informaciją, šios technologijos skverbiasi į visas mokslo, verslo, gamybos ir privataus gyvenimo sferas. Bendram tikslui naudojamos trys dar neseniai visiškai savarankiškai plėtotos sritys: 1. Informacija bei įvairių tipų laikmenos; 2. Informacijos technologijos siekiant efektyviai kaupti, valdyti ir pateikti informaciją; 3. Telekomunikacijos sparčiai ir tiksliai perduoti skirtingų pavidalų bei formų informaciją įvairiais atstumais. Technologiniu požiūriu sąlygas informacinei visuomenei kurti vaizduoja 2 pav. 2 pav. Sąlygos informacinei visuomenei kurti Ekonominė samprata. Žinios tampa modernios ekonomikos pagrindu ir pastebimas perėjimas nuo turto ekonomikos prie žinių ekonomikos. Vis didesnę bendrojo nacionalinio produkto dalį kuria žmonės, kurių veikla susijusi su informacijos technologijų kūrimu, taikymu ir platinimu. Grafiškai šis procesas vaizduojamas 3 pav. 3 pav. Bendrojo nacionalinio produkto šaltinių kaitos tendencijos informacinėje visuomenėje Informacinėje visuomenėje ekonominės veiklos pagrindinės kryptys yra informacijos apdorojimas, valstybinis ir privatus šios veiklos organizavimas. Profesinė samprata. Vyraujančios profesijos informacinėje visuomenėje susietos su informacijos technologijomis. Fizinio darbo sumažėjimas lemia visuomeninio sąmoningumo padidėjimą, lygybės tarp lyčių augimą. 4 pav. pateiktais grafikai yra iliustruotos trys dirbančiųjų su kompiuteriais grupės. 4 pav. Dirbančių su kompiuteriais žmonių grupių dinamika Pirmoji grupė – kompiuterių specialistai, kuriantys naujas informacines technologijas. Antroji grupė – kompiuterių taikymo specialistai, kurie diegia informacijos technologijas įvairiose srityse. Trečioji grupė - kompiuterių vartotojai. Erdvinė samprata. Kompiuterinis tinklas sujungia atskiras įvairių lygių ir tipų institucijas, regionus, valstybes ir tai turi esminę įtaką visos veiklos organizavimui laiko ir erdvės požiūriu. Pasaulinis tinklas – Internetas – leidžia į jį įsijungti ir dirbti bet kuriame pasaulio taške (5 pav.) ir dirbančiajam patogiu laiku. Taip darbinėje veikloje iš esmės mažėja erdvės ir laiko apribojimai, būdingi kitoms veiklos formoms. 5 pav. Interneto vartotojai Kultūrinė samprata. Kultūrą vis labiau užplūsta informacija, tačiau vis mažesnė jos dalis būna reikšminga ir suvokiama konkrečiam individui. Informacijos srautai veikia atskirų tautų kultūras, vis spartesni atskirų kultūrų elementų perėjimo, atmetimo, suvienodėjimo tempai. Atskirų kultūrų išlikimas bei plėtotė informacinėje visuomenėje tampa problematiškas. Šis procesas ypač aktualus mažesnėms tautoms, nes minėti procesai gali užgožti jų kultūrinius pasiekimus ir tradicijas. Pagrindiniai gyvenimo informacinėje visuomenėje bruožai Informacinės (žinių) visuomenės kūrimo metu susiformuos naujos atskiro piliečio ir visuomenės bendravimo formos, atsiras kiti visuomenės ekonominio ir socialinio gyvenimo bruožai bei jo organizavimo būdai: • nuolatinis mokymasis; • nuotolinis darbas; • elektroninis verslas bei paslaugos; • informacijos technologijos (IT) valstybės valdyme (elektroninė demokratija); • informacinės visuomenės kūrimo socialiniai pavojai. Nuolatinis mokymasis. Pirmas reikalavimas informacinės visuomenės piliečiui – mokytis visą gyvenimą, nes IT atsinaujina ir kinta itin sparčiai, keičiasi atskirų specialybių turinys, kuriasi naujos specialybės ir profesijos. Šveitimas ir mokymasis yra asmens tobulėjimas ir socialinė integracija. Tam šalia įprastinių mokyklų ir universitetų reikia sukurti mokymosi sistemą, kur kiekvienas pilietis galėtų: - įgyti profesinių žinių; - kelti savo kvalifikaciją, įgydamas naujų žinių; - tobulintis ir plėsti savo akiratį pasirinktoje srityje. Mokymosi visą gyvenimą idėjai realizuoti reikia išspręsti tokias problemas: • pakeisti mąstymo būdą apie mokymą, mokymąsi ir lavinimą; • mokymosi visą gyvenimą pagrindus ir idėją suformuoti jau pradiniame mokyme ir lavinime; • realizuoti ir remti piliečiams patogias mokymo, lavinimo ir darbo derinimo formas; • sutelkti dėmesį į nuolatinio mokymosi būtinumą darbovietėse. Nuolatiniam mokymuisi gerai tinka šiuolaikinės informacinės technologijos ir jų pagrindu pagrįstas nuotolinis (distancinis) mokymas, kuris yra organizuojamas virtualioje aplinkoje. Šis mokymosi būdas leidžia mokytis patogiu laiku, neišvykstant iš gyvenamosios vietos. Panašiu principu organizuojamas nuotolinis darbas - darbo vieta perkeliama į namų aplinką. Prognozuojama, kad išsivysčiusiose šalyse apie 2005 metus taip dirbs iki 20% dirbančiųjų. Žinoma, tai bus įmanoma ne visose specialybėse. Elektroninis verslas bei paslaugos. Verslo organizavimo srityje plečiasi elektroninės prekybos galimybės. Kuriasi elektroninės parduotuvės, atsiranda naujos klientų aptarnavimo formos. Daug dėmesio skiriama nuotolinei medicinai – toli esantis ligonis per Internetą galės gauti reikiamas konsultacijas, perduodant duomenis bus galima įvertinti ligonio sveikatos būklę ir paskirti reikalingą gydymą. Naujas galimybes vartotojams žada elektroninės bibliotekos, elektroninė leidyba – visapusiška ne tik tekstinė, bet ir garsinė bei vaizdinė informacija greitai galės būti pateikta vartotojui. IT valstybės valdyme (elektroninė demokratija). Eilinis rinkėjas per Internetą gali nuolat gauti jam aktualią informaciją apie ruošiamus ir priimtus nutarimus, potvarkius, įstatymus įvairiuose valdymo lygmenyse. Gautą informaciją galima išnagrinėti ir savo pasiūlymus pateikti atitinkamoms institucijoms. Čia išvardintos plačiausiai diegiamos IT galimybės. Informacinės visuomenės kūrimo kelyje atsiras vis naujų patrauklių galimybių, todėl būtina pasiekti, kad kiekvienas pilietis galėtų, mokėtų ir norėtų naudotis naujai suteikiamomis galimybėmis. Informacinės visuomenės kūrimo socialiniai pavojai. Šalia gausėjančių informacijos technologijų galimybių informacinės visuomenės kūrimo procese glūdi ir aiškūs socialiniai pavojai. Juos būtina suvokti ir aiškiai įvardinti, kad atitinkamai organizuoti veiklą, siekiant sumažinti jų neigiamą poveikį: • Galimas visuomenės socialinis padalijimas į tuos kurie turi galimybę ir moka naudoti IT ir neturinčius tokios galimybės. Toks visuomenės dalijimasis gali prasidėti jau nuo mokyklos suolo; • Virtualusis bendravimas skatina žmonių tarpusavio susvetimėjimą ir tiesioginio bendravimo stoką. Būtina saikingai derinti atskiras veiklos formas ir neatsisakyti tikrųjų vertybių; • Internete sukaupta daug nereikalingos ir net žalingos informacijos, todėl nuo mažumės reikia ugdyti darbo virtualioje aplinkoje kultūrą. Informacinės technologijos Technologijos terminas yra siejamas su graikų kalbos žodžiu techne, reiškiančiu meną, sugebėjimą, mokėjimą. Savo ruožtu menas, sugebėjimas ar mokėjimas įkūnijami konkrečiais procesais, t.y. atitinkamų veiksmų rinkiniais, užsibrėžtam tikslui pasiekti. Gamyboje vyrauja materialinės gamybos technologija, nusakanti žaliavų ar medžiagų apdorojimo, jų savybių ar būsenos pakeitimo metodus bei priemones. Naudojant vienokią ar kitokią technologiją, materialiniai ištekliai (žaliavos, medžiagos) paverčiami produktais: 1 schema. Materialų pagrindą turinčio produkto gavimo procesas Informacija taip pat yra svarbus ūkinės ir apskritai racionalios veiklos išteklis, ir ją apdorojant naudojamos informacijos technologijos: 2 schema. Informacinio produkto gavimo procesas Informacijos technologija - tai procesas, naudojantis duomenų rinkimo, apdorojimo bei perdavimo metodus ir priemones siekiant gauti naujos kokybės informaciją apie objekto, proceso ar reiškinio būklę. Informacijos technologija (IT) – tai informacijos kaupimo, laikymo, apdorojimo ir pateikimo būdų ir priemonių visuma. Svarbiausių informacijos technologijų priemonių raida Ankščiau buvo išskirti penki ryškiausi žmonijos evoliucijoje informacijos raidos etapai: kalba, raštas, spauda, teleryšiai, kompiuteris. Kiekviename etape atsiranda vis daugiau informacijos technologijų priemonių, jos nuolat tobulėja. Lentelė 2 Priemonė Atsiradimo laikas Kalba Pirmykštėje bendruomenėje – ankstyvojo paleolito laikotarpis Raštas Neolite (VIII - IV tūkst. pr. Kr.) – piktografinis (paveikslėlių), III tūkst. pr. Kr. – ideografinis (hieroglifų) raštas Spauda (spausdinimas) XV a. vid. (apie 1444 m.) J. Gutenbergui išradus spausdinimo mašiną Telegrafas 1832 m. P. Šilingas (Rusija) išrado klavišinį telegrafo aparatą. 1854 m. pradėtos tiesti tarptautinės telegrafo ryšio linijos Telefonas 1876 m. A. Belas (JAV) išrado telefono aparatą. 1878 m. buvo įrengta pirmoji telefono stotis (Niūheivene - JAV) Radijas 1895 m. A. Popovas (Rusija) sukūrė radijo ryšio įrenginius Fototelegrafas arba faksimilinis ryšys XIX a. 8 – 9 dešimtmetis Fototelegrafas arba faksimilinis ryšys Televizija Teoriniai vaizdų perdavimo pagrindai sukurti XIX a. pabaigoje – XX a. pradžioje. Reguliarios televizijos laidos pradėtos 1936 m. D. Britanijoje ir Vokietijoje Kompiuteris (elektroninė skaičiavimo mašina) 1939 m. J. Atanasovas sukonstravo mašiną “ABC”, tačiau jos neužpatentavo. 1945 m. buvo sukurtas pirmasis universalusis kompiuteris “ENIAC” Elektroninis paštas Jį 1972 m. išrado R. Tomlinsonas Asmeninis kompiuteris 1974 m. pabaigoje E. Robertsas (JAV) sukonstravo pirmąjį asmeninį kompiuterį “Altair”. 1975 m. S. Vozniakas ir S. Džobsas (JAV) pagamino pramoninį asmeninį kompiuterį “Apple” www 1989 m. T. Bernersas-Ly išrado Voratinklį – “World Wide Web” Daugialypė įranga (multimedija) XX a. 9 – 10 dešimtmetis Bendra IT apžvalga (iš vartotojo pozicijų) Techninių inovacijų plėtra sąlygoja sparčią informacinių technologijų kaitą ir tobulėjimą. Tikslus IT apibrėžimas tampa problematiškas, todėl geriausia yra žinoti svarbiausius joms taikomus terminus: • Pagrindinės informacinių technologijų funkcijos; • Modulumo, suderinamumo ir universalumo principai; • Darbo procesų optimizavimas; • Kompiuterinio intelekto galimybės; • Informacinės technologijos efektyvumas. Pagrindinės informacinių technologijų funkcijos. Bet kurios kompiuterinės sistemos galimybės gali būti išreikštos šešiomis pagrindinėmis IT funkcijomis: • Duomenų registravimo; • Duomenų perdavimo; • Duomenų saugojimo; • Duomenų paieškos; • Duomenų apdorojimo; • Duomenų pateikimo. 5 pav. pateikiamas pavyzdys remiantis pirkėjų atsiskaitymo sistema parduotuvėje. 5 pav. Pagrindinių IT funkcijų pavyzdys Modulumo, suderinamumo ir universalumo principai. Modulumas, suderinamumas ir universalumas – tai pagrindinės techninės bei programinės įrangos tobulinimo kryptys. Šios trys savybės yra esminės informacinėms technologijoms, norint, kad jos būtų plačiai prieinamos, efektyvios ir naudingos. Modulumas rodo, kad sistema ar įrenginys yra suskaidytas į seką posistemių ar komponentų, kurių kiekvienas gali būtų kuriamas, bandomas ir suvokiamas atskirai nuo kitų. Suderinamumas yra laipsnis, kuriame vienos technologijos charakteristikos ar bruožai atitinka kitos technologijos charakteristikas priklausomai nuo situacijos. Jis leidžia moduliams dirbti kartu. Pasiekti suderinamumą padeda vieningų standartų laikymasis. Universalumas – tai idėja, reikalaujanti, jog programinės įrangos moduliai turi būti parengti taip, kad galėtų būtų naudojami daugelyje skirtingų situacijų. Darbo procesų optimizavimas. Kuriant informacines technologijas, svarbu parinkti iš daugybės turimų priemonių vartotojams tinkamas priemones. Tai nėra lengva, nes jos vystosi labai sparčiai. Vartotojo požiūriu svarbu atskirti: • Kokius tikslus vartotojas nori pasiekti; • Kokie techniniai ir programiniai ištekliai teikia reikalingas galimybes ir kiek jie kainuoja. Analizuojant tikslus paprastai išskiriama, ar norima pasiekti naujų verslo galimybių, kurios kitu atveju nepraktiškos arba tiesiog neįmanomos, ar norima sumažinti tam tikrų funkcijų atlikimo kaštus, lyginant su kitais metodais, skirtais tai pačiai funkcijai atlikti. Atnaujinant ar naujai įsigyjant kiekvieną kompiuterinės sistemos techninės ar programinės įrangos dalį, reikia tai vertinti visos sistemos požiūriu, nes informacijos technologijose sistemos efektyvumas nustatomas pagal jos silpniausią grandį. Kompiuterinio intelekto galimybės. Šiuolaikinėje informatikoje vis plačiau kalbama apie kompiuterinių sistemų intelekto galimybes. Intelekto sąvoka čia siejama su galimybe gauti ir kryptingai naudoti informaciją. Šiuo atveju paprastas kavos virimo aparatas neturi intelekto, o elektroninis – šiek tiek turi. Duomenų bazė, kuri saugo bet kokius įvestus duomenis, neturi intelekto, o DB, tikrinanti įvestų duomenų teisingumą, šiek tiek jo turi. Bet tai dar nėra dirbtinis intelektas, o tik skirtingi informacijos gavimo ir jos panaudojimo lygiai. Dirbtinio intelekto principus įkūnija tam tikras informacinių sistemų tipas – ekspertinės sistemos (ES). Pagrindiniai jos komponentai – žinių bazė ir išvadų mechanizmas. Informacija saugoma žinių (faktų, teiginių, loginių sąlygų) pavidalu, o išvadų mechanizmas formuoja sprendimą pagal vartotojo nusakytus probleminės situacijos požymius. Kita dirbtinio intelekto principais paremta technologija yra neuroninių tinklų technologija ( neural networks). Joje daugybė loginių elementų ar procesorių sujungiama valdomomis jungtimis, imituojant gyvo organizmo nervinės sistemos dalį. Toks tinklas gali būti “apmokomas”, įvedant į jį žinias apie tipines situacijas ir atitinkamai konfigūruojant jungčių trajektorijas. Informacinės technologijos efektyvumas. Informacijos technologija verslui naudinga tik tuo atveju, jeigu ji pagerina verslo rezultatus ar aplinką. Informacijos technologija gali būti apibūdinta sekančiais parametrais: • Funkciniai pajėgumai (techniniai ištekliai; patikimumas; veikimo sąlygos); • Suderinamumas (standartų atitikimas; išorinis funkcinis suderinamumas); • Naudojimo paprastumas (vartotojo interfeiso kokybė; mobilumas); • Priežiūros patogumas (modulumas; mastelio valdymas; lankstumas). 3 TEMA • Informacijos procesai; • Informacijos ir informatikos raidos etapai; • Kompiuterių kartos; • Informacijos mainai; • Tolydžioji ir diskrečioji informacija (signalai). Informacijos procesai Informacijos procesais vadinami veiksmai, kuriuos galima atlikti su informacija. Dažniausiai minimi penki su informacija susiję veiksmai: kaupimas, saugojimas, apdorojimas, perdavimas, paieška. Tiesą sakant, informacijos apdorojimą būtų galima laikyti bendriausiu procesu: juo galima išreikšti visus su informacija atliekamus veiksmus. Tačiau praktiškai patogiau išskirti tokius svarbius veiksmus, kaip kaupimas, saugojimas, perdavimas, paieška. 1 pav. Informacijos procesų rūšys Informacijos kaupimas (kaip ir rinkimas) – pradinė darbo su informacija stadija. Kartais informacija yra kaupiama atsitiktinai, tačiau dažniausiai turint kokį nors tikslą, pavyzdžiui, parašyti kursinį darbą ar pan. Kaupti galima dokumentuotą informaciją. Nesukaupsi žodžiais išsakytų minčių jei jie nebus užfiksuoti kurioje nors laikmenoje. Kaupimo procesas gana svarbus tolesnei visuomenės raidai. Sukaupta informacija gali naudotis mokslininkai, rašytojai, kultūros veikėjai. Informacijos saugojimas – tai procesas, skirtas sukauptai ir dažniausiai šiek tiek apdorotai informacijai saugoti. Vadinasi, informacijos saugojimas glaudžiai susijęs su kaupimu: reikia sukaupti, kad turėtum ką saugoti. Informacijos saugojimo priemonės nuolat kinta. Didžiulį perversmą saugant informaciją padarė spausdinimo išradimas. Nauja informacijos saugojimo era prasidėjo sukūrus kompiuterį, ištobulinus jo įrenginius bei technologiją. Informacijos apdorojimas. Gautą (perduotą, priimtą) informaciją stengėmės suprasti, išskirti, kas mums svarbiausia, ir tai įsiminti. Informaciją nuolat lyginame, gretiname. Iš turimų žinių darome išvadas, kuriame hipotezes, o joms patvirtinti arba paneigti ieškome naujos informacijos.visą mūsų protinį darbą galima laikyti informacijos apdorojimu. Išradus kompiuterį, žmogus tapo laisvas ne tik nuo nekūrybiškų ir nuobodžių aritmetinių skaičiavimų, bet ir atsirado galimybė apdoroti kitokios rūšies informaciją: tvarkyti tekstus, piešinius ar pan. Šiandien pasaulyje informacijos apdorojimas vis tobulinimas, vis ieškoma žmogui patogesnių būdų ir priemonių. Informacijos perdavimas. Žinios, kurias turi sukaupęs vienas individas, tampa informacija iš esmės tik tuomet, kai jos perduodamos kitam. Informacijos perdavimas glaudžiai susijęs su informacijos mainais, komunikacija. Informacijos saugojimas bei kaupimas įgyja prasmę tuomet, jei vėliau šią informaciją bus galima perduoti. Informacijos perdavimas vyksta dviem aspektais – erdvėje ir laike, .t.y.: 1) būtina perduoti informaciją iš vienos vietos į kitą 1) ir būtina, kad ji pasiektų priėmėją norimu laiku. Rašytinę ir spausdintinę informaciją perduoda paštas, spauda, knygos. Tai paprasčiausi informacijos perdavimo būdai. Išradus telegrafą, radiją, telefoną, televiziją, informacija perduodam kur kas greičiau. Kompiuteris ne tik paspartino informacijos perdavimą, bet ir suteikė galimybę kiekvienam žmogui perdavinėti didelius kiekius informacijos daugeliui žmonių. Informacijos paieška. Kol informacijos buvo nedaug, susirasti reikimą nebuvo sunku. Šiandien joks specialistas nebepajėgia net peržiūrėti pasaulyje leidžiamų jo specialybės žurnalų. Informacijos paieška kasdien tampa vis sudėtingesne problema. Kuriamos automatinės paieškos sistemos, bibliotekų katalogai perkeliami į kompiuterių tinklus ir t.t. Informacijos ir informatikos raidos etapai Informacijos rinkimu, kaupimu, saugojimu, perdavimu, apdorojimu, paieška žmonija rūpinosi visais laikais, nuolat tobulino informacinius įrankius ir priemones. Žmonijos evoliucijoje galime išskirti penkis ryškius informacinius etapus: 2 pav. Informacijos raidos etapai Kalba – pirmoji sudėtinga komunikacijos priemonė. Raštas yra žodinės kalbos grafinė išraiška. Akustiniai signalai (garsai, žodžiai, sakiniai) paverčiami sutartiniais simboliais. Užrašytą žodį galima perskaityti, .t.y. paversti garsu, ir atvirkščiai, garsą užfiksuoti, įamžinti popieriuje, lentoje ar pan. Raštas padidino visuomeninės informacijos kaupimo bei daugkartinio vartojimo galimybes. Rašytinę informaciją galima apdoroti (perrašyti, versti į kitas kalbas ir pan.). Sukūrus spaudą atsirado galimybė pereiti nuo tiesioginio ryšio (kalbos) ir brangaus, ribotai skleidžiančio informaciją rankraštinio dokumento prie plataus informacijos plitimo bei vartojimo. Teleryšiai - iš esmės skirtinga informacijos procesų pakopa. Maždaug prieš 160 metų buvo sukurtas sudėtingas techninis įrenginys – telegrafas, atliekantis dvi informacijos funkcijas: paverčiantis simbolius elektromagnetiniais impulsais ir perduodantis juos per atstumą ryšių kanalais. Praėjus keliems dešimtmečiams po telegrafo išradimo atsirado telefonas. Vėliaus buvo sukonstruotas radijas, prieš pusę amžiaus atsirado televizija. Atsiradus techninei priemonei - kompiuteriui – prasidėjo naujas informacijos etapas. Dabartiniai kompiuteriai gali įvairiausiai apdoroti informaciją. Juose yra efektyvus ryšys tarp informacijos kaupimo, saugojimo, perdavimo, apdorojimo bei paieškos. Kompiuterių kartos Informatikos raidos etapus taip pat atspindi kompiuterių vystymosi kartos (Computer generations), kurių išskiriama penkios. Pirmoji karta – 1944-1958 metai. Tai ankstyviausieji bendros paskirties kompiuteriai. Duomenims įvesti ir informacijai išvesti buvo vartojamos perfokortos, perfojuostos ir magnetinės juostos. Elementinė bazė – elektroninės lempos, varžos, kondensatoriai. Šie kompiuteriai buvo lėti, dideli, nepatikimi ir labai kaisdavo. Jie vienu metu galėjo vykdyti tik vieną programą. Antroji karta – 1959-1963 metai. Elementinė bazė – tranzistoriai, kurie žymiai mažesni ir neskleidžia tiek šilumos, kaip elektroninės lempos. Atminties įrenginiuose naudojamos magnetinės šerdys, suvertos laidais, kuriais tekėjo elektros srovė. Taip pat pradėti naudoti magnetiniai diskai, suverti ant vienos ašies. Žymiai sumažėjo gabaritai, sunaudojama energija, išaugo greitis ir patikimumas. Tobulėjo programinė įranga, atsirado aukšto lygio programavimo kalbos. Skirstomos pagal panaudojimą – moksliniams-techniniams skaičiavimams, gamybos valdymui, bet vartotojai betarpiškai prie jų neprieina, bendrauja per aptarnaujantį personalą. Trečioji karta – 1964-1970 metai. JAV sukuriama integrinė grandinė (integrated circuit) ant silicio plokštelės, atliekanti sudėtingo loginio bloko funkcijas, kuri pakeitė tranzistorius. Žymiai sumažėjo kompiuterių matmenys, jie pradėti vadinti mini kompiuteriais. Duomenims saugoti dar plačiau naudojami magnetiniai diskai. Vienu metu kompiuteris gali vykdyti keletą programų, gali dirbti keletas (keliolika) vartotojų. Atsiranda operacinė sistema su vartotojo interfeisu, todėl šios kartos kompiuteriais jau pradeda dirbti patys įvairių profesijų vartotojai per nutolusius terminalus. Ketvirtoji karta – 1971-1987 metai. Buvo sukurta didžioji integrinė grandinė (large scale integrated circuit). Tai tūkstančiai integrinių schemų vienoje silicio plokštelėje– mikroschemoje (luste, “čipe”). Vėliau sukuriama labai didelė integrinė schema(very large scale integrated circuit), talpinanti šimtus tūkstančių ir milijonus tranzistorių. Tai leido sukurti labai mažų matmenų centrinį procesorių– mikroprocesorių bei mažų matmenų patį kompiuterį, pavadinta mikrokompiuteriu, kurie atsirado betarpiškai darbo vietose. Duomenų įvedimui atsirado klaviatūra. Mikroprocesoriai įgalino sukurti naują kompiuterių klasę – superkompiuterius su dešimtimis ir šimtais lygiagrečiai dirbančių procesorių. Penktoji karta – 1987-iki šiol. Tai dabar naudojami ir toliau sparčiai tobulinami kompiuteriai, pagrįsti mikroprocesorine technologija. Jų vystymuisi galioja Moore’o dėsnis, sakantis, kad kompiuterio galingumo parametrai padvigubėja kas aštuoniolika mėnesių. Išplitus asmeniniams kompiuteriams centralizuotą duomenų apdorojimą pakeitė paskirstytas duomenų apdorojimas. Atsiradę kompiuterių tinklai geografinę informacijos apdorojimo vietą, aplamai, padarė gana sąlygiška. Numatomos tokios šios kartos kompiuterių plėtros tendencijos: • Neuroniniai kompiuteriai, kurie veiks imituodami žmogaus nervinių ląstelių neuronų tinklą ir modeliuos procesus, vykstančius žmogaus smegenyse; • Optiniai kompiuteriai. Jų mikroprocesoriuose elektrinius krūvius pakeis šviesos impulsai, kuriuos perduos lazerio spinduliai; • Nanomolekulinės struktūros kompiuteriai. Projektuojama, kad juose bitas (smulkiausias duomenų elementas) bus tik vienas atomas. • Daugiaprocesoriniai kompiuteriai su labai aukštu duomenų apdorojimo lygiagretumo laipsniu. Informacijos mainai Informacija įgyja prasmę tik tuomet, kai vartojama: vieni ją perduoda, kiti gauna. Šitaip vyksta informacijos mainai – aktyvus procesas, kuriame turi dalyvauti bent du dalyviai: informacijos siuntėjas ir jos gavėjas. Informacijos keitimasis tarp siuntėjo ir gavėjo vadinamas informacijos mainais. Kad mainai galėtų vykti, tarp siuntėjo ir gavėjo turi būti tam tikra terpė – mainų kanalas. Mainų kanalas kitaip vadinamas komunikacijos kanalu. 3 pav. Mainų schemos struktūra Svarbiausia – mainų dalyviai turi gebėti suprasti vienas kitą, t.y. siuntėjas turi perduoti tokią informaciją, kurią galėtų suvokti gavėjas ir atvirkščiai. Mainų kanalo pagrindinė funkcija – neiškreipti perduodamos informacijos. Yra ir daugiau pageidautinų savybių, tokių kaip informacijos perdavimo greitis, patogumas, pigumas, kryptingumas (kaip tiksliai pasiekiamas informacijos gavėjas) ir pan. Mainai – visuomet aktyvus procesas. Mainų sąvoka artima komunikacijos sąvokai, tik bendresnė. Mainų dalyviai gali būti ne tik žmonės, bet ir bet kokie įtaisai, mechanizmai. Komunikacijos procesas vyksta tik tarp žmonių, tik jiems bendraujant. Vadinasi, komunikaciją galime laikyti mainų proceso atskiru atveju. Pranešimai ir signalai. Informacija perduodama pranešimu – konkrečia jo išraiška. Pranešimas – tai konkreti informacijos išraiška. Ta pati informacija gali būti perduodama skirtingais pranešimais. Akivaizdžiausias to įrodymas – pranešimai skirtingomis kalbomis. Kitas pavyzdys būtų pačių pranešimų formuluočių skirtumas, kai perduodama ta pati informacija, tačiau su papildomomis detalėmis. Galimas ir atvirkštinis teiginys: vienas ir tas pats pranešimas gali būti perduoti skirtingą informaciją – priklauso nuo to, kas jį priima. Pavyzdžiui, galvos linktelėjimas mūsų šalyje reiškia pritarimą, o Graikijoje – neigimą. Pranešimą turi kažkas “pernešti” – iš siuntėjo perduoti gavėjui. Tam reikalingi fizikiniai reiškiniai (dydžiai), kurie sklisdami laike, perduotų pranešimus. Tokie dydžiai yra įvairūs signalai – elektros srovė, šviesa, garsas, radijo bangos ir t.t. Signalas, tai priemonė pranešimui perduoti. Taigi svarbiausios sąvokos, susijusios su informacijos perdavimu, yra pranešimas ir signalas. Šias sąvokas galima išdėstyti nuosekliai pagal jų abstraktumą: informacija; pranešimas; signalas (4 pav.). 4 pav. Informacijos, pranešimo ir signalo ryšys Žmogus pranešimus priima savo jutimo organais, techniniai informacijos gavėjai pranešimus priima įvairia signalų registravimo ir matavimo aparatūra. Abiem atvejais informacijos priėmimas susijęs su kokio tai dydžio, apibūdinančio gavėjo būklę, kitimu laiko atžvilgiu. Šiuo požiūriu informacinį pranešimą galime išreikšti funkcija X(t), nusakančia fizinės terpės, kurioje vyksta informaciniai procesai, medžiaginių-energetinių parametrų kaitą laiko atžvilgiu. Funkcija X(t) įgauna bet kokias realias reikšmes, laiko intervale t. Jei funkcija X(t) tolydinė, tai perduodama tolydinė arba analoginė informacija, kurios šaltiniu dažniausiai būna įvairūs gamtos reiškiniai (temperatūra, slėgis, oro drėgnumas), gamybinių-technologinių procesų objektai (šilumos nešėjo temperatūra ir slėgis, neutronų ar elektronų srautas). Jei funkcija X(t) diskreti, tai perduodama informacija turi diskretų (pertraukiamą) pobūdį (raštas, kalba, žestai, šviesos signalai, elektros impulsai). Tolydžiuoju dydžiu vadinamas toks dydis, kuris turi be galo daug reikšmių, t.y. jų skaičius bet kuriame intervale yra begalinis. Diskrečiuoju dydžiu vadinamas toks dydis, kurio reikšmių skaičių galima suskaičiuoti, t.y. bet kuriame baigtiniame intervale yra baigtinis jų skaičius. Tolydumo ir diskretumo sąvoka labai svarbi informatikai ir telekomunikacijai. Pagal tai skirstomi signalai, o, svarbiausia, visi informaciją apdorojantys įrenginiai. Diskrečiuosius signalus apdorojantys įrenginiai vadinami skaitmeniniais, tolydžiuosius – analoginiais. Perduodant informaciją ryšio kanale atsiranda papildomos informacijos, kuri vadinama triukšmu. Triukšmų daugiau atsiranda perduodant tolydžiąją informaciją (telefonas, radijas), čia dažnesni ir jos iškraipymai. Diskrečioji informacija perduodama tiksliau, nes jos baigtinį reikšmių kiekį lengviau atpažinti. Kad perduodama ir apdorojama informacija išliktų kuo tikslesne, ji diskretinama, keičiama diskrečiąja. Diskrečiojo įrenginio pavyzdys gali būti kompiuteris. Jo atminties būsenos nusakomos dviem skaitmenimis: nuliu ir vienetu. Taigi visos kompiuterio operacijos atliekamos su diskretiškai vaizduojama informacija. 4 TEMA Matematiniai informatikos pagrindai • Skaičiavimo sistemos; • Informacijos kodavimas; • Informacijos kiekis, jo matavimo vienetai. Skaičiavimo sistemos Skaičiavimo sistema vadinamas skaičių vaizdavimo būdas ribotu kiekiu simbolių, turinčių tam tikras kiekybines reikšmes. Skiriamos pozicinė ir nepozicinė skaičiavimo sistemos. Pozicinėse sistemose kiekvienas skaičiaus skaitmuo turi atitinkamą svorį, kuris priklauso nuo skaitmens vietos (pozicijos), skaičių išreiškiančių skaitmenų (simbolių) sekoje. Ši skaitmens pozicija dar vadinama skiltimi. Pozicinėje skaičiavimo sistemoje bet kokį skaičių galima užrašyti taip: An = am-1am-2 ... ai ... a0a-1a-2 ... a-k = am-1Nm-1 + am-2Nm-2 … + a-kN-k kur ai– i-tasis skaičiaus skaitmuo, k– skaitmenų kiekis trupmeninėje skaičiaus dalyje, m– skaitmenų kiekis sveikojoje skaičiaus dalyje, N – skaičiavimo sistemos pagrindas. Skaičiavimo sistemos pagrindas N parodo, kiek kartų i –tosios skilties “svoris” didesnis už ( i-1) skiltį. 10 - nė skaičiavimo sistema. Skaičiavimo sistema, kurios pagrindas 10, vadinama dešimtaine, o ja užrašytas skaičius – dešimtainiu. Mes įpratę prie dešimtainės skaičiavimo sistemos, kurioje vartojama dešimt skaitmenų: 0 , 1, ... , 9. Šie skaitmenys vadinami arabiškaisiais, nors iš tikrųjų sukurti Indijoje. Dešimtainė skaičiavimo sistema yra pozicinė, nes skaitmens reikšmė priklauso nuo jo vietos (pozicijos) skaičiuje. Pavyzdžiui, skaičių 1993 galima išreikšti tokia suma: 1993 =1 ×103 + 9 ×102 +9 ×101 + 3 ×100 Šiuo atveju skaičiavimo sistemos pagrindas yra skaičius 10. Sumoje pirmojo iš dešinės dėmens pagrindo laipsnis yra mažiausias, todėl šią poziciją ( skiltį ) vadinsime pradine arba nuline. Toliau į kairę esančias skiltis vadinsime pagal pagrindo laipsnį: pirmoji, antroji ir t. t. Pozicinė sistema patogi tuo, kad ne ilgesniais kaip k skaitmenų užrašais galime nurodyti 10k skaičių, o tai pakankamai daug. N – nės skaičiavimo sistemos. Pozicinėje skaičiavimo sistemoje jos pagrindu gali būti ne tik skaičius 10, bet ir bet koks kitas natūrinis nedidelis skaičius N. Kompiuterijoje populiariausios yra trys pozicinės skaičiavimo sistemos: • dvejetainė ( sistemos pagrindas 2, skaitmenys 0 ir 1 ); • aštuntainė ( pagrindas 8 , skaitmenys 0, 1, ..., 7 ); • šešioliktainė ( pagrindas 16, skaitmenys 0, 1, ..., 8, 9, A, B, C, D, E, F ) . Bet kuria sistema užrašytą skaičių išreikšdami kaip sandaugų sumą, lengvai randame skaičiaus dešimtainį atitikmenį. Pvz.: • 10112 = 1×23 + 0×22 + 1×21 + 1×20 = 1110 • 758 = 7×81 + 5×80 = 6110 • 14516 = 1×162 + 4×161 +5×160 = 32510 • AF16 = 10×161 + 15×160 = 17510 Ryšys tarp 2 – 8 – 16 – nės skaičiavimo sistemų. Aštuntainė ir šešioliktainė skaičiavimo sistemos yra išvestinės iš dvejetainės, nes 16 = 24, 8 = 23, t.y. kiekvieną aštuntainį skaičių atitinka 3 dvejetainiai simboliai, o kiekvieną šešioliktainį skaičių atitinka 4 dvejetainiai simboliai ir atvirkščiai. Taigi, šiose sistemose pereiti iš vienos į kitą galimai tiesiogiai remiantis reikšmių lentele (1 lentelė). Pvz.: 1. Iš dvejetainės skaičiavimo sistemos pervedant į aštuntainę: taigi 010 111 011 0102 = 27328 2. Iš dvejetainės skaičiavimo sistemos į šešioliktainę: taigi 0110 0000 1011 10102 = 60BA16 Šioje lentelėje pateikti skaičiai nuo 0 iki 19 dešimtaine, aštuntaine, šešioliktaine ir dvejetaine sistema. Kiekvieno stulpelio viršuje užrašytas skaičiavimo sistemos pagrindas. Lentelė 3 A10 A8 A16 A2 0 0 0 0 1 1 1 1 2 2 2 10 3 3 3 11 4 4 4 100 5 5 5 101 6 6 6 110 7 7 7 111 8 10 8 1000 9 11 9 1001 10 12 A 1010 11 13 B 1011 12 14 C 1100 13 15 D 1101 14 16 E 1110 15 17 F 1111 16 20 10 10000 17 21 11 10001 18 22 12 10010 19 23 13 10011 Aštuntaine ar šešioliktaine sistemomis patogu išreikšti ilgus dvejetainius kodus. Pavyzdžiui, baito turinį 11110110 patogiau užrašyti F6. Dešimtainio sveiko skaičiaus pervedimas į bet kurią kitą sistemą: • Dešimtainį skaičių dalijame iš n (n – skaičiavimo sistemos į kurią pervedame pagrindas); • Įsidėmime liekaną, o gautą dalmenį vėl daliname iš n; • Įsidėmime liekaną, o gautą dalmenį vėl daliname iš n; • Dalybą kartojame tol kol dalmuo pasidaro mažesnis už n; • Šis dalmuo ir yra pirmasis iš kairės n-tainio skaičiaus skaitmuo; • Kiti skaitmenys yra dalybos liekanos, užrašytos atvirkščia tvarka, t.y. pirmoji liekana - paskutinysis skaičiaus skaitmuo (nulinė skiltis), antroji liekana priešpaskutinis skaičiaus skaitmuo (pirmoji skiltis ) ir t. t. Pavyzdžiui, perveskime dešimtainį skaičių A10 = 387 į aštuntainę skaičiavimo sistemą: Patikrinimas: 6 x 82 + 0 x 81 + 3 x 80 = 38710 Trupmeninio skaičiaus pervedimas į bet kurią kitą sistemą: • Trupmeninis skaičius A pagrindu M pervedamas į skaičiavimo sistemą pagrindu N nuosekliai dauginant A iš pagrindo N; • Po kiekvieno dauginimo sveikoji daugybos dalis priimama kaip atitinkamos skilties skaitmuo, o likusi trupmeninė dalis naudojama kitam dauginimui; • Dauginimų skaičius apsprendžia skaičiaus skilčių kiekį N– tainėje sistemoje. Pavyzdžiui, perveskime dešimtainę trupmeną A10= 0.625 į dvejetainę, aštuntainę, šešioliktainę skaičiavimo sistemas: Nepozicinės skaičiavimo sistemos. Nepozicinėje skaičiavimo sistemoje kiekvienas simbolis reiškia atitinkamą skaičių nepriklausomai nuo simbolio vietos užraše. Ant namų fasadų, laikrodžių ciferblatuose, knygų skyrių numeracijoje, dar kai kur pasitaiko romėniškų skaičių. Romėniškoji skaičiavimo sistema nėra visai nepozicinė, nes tūkstančiai, šimtai užrašomi prieš dešimtis, vienetus, pora simbolių “vienetas prieš dešimtį” reiškia devynis, pora “dešimt prieš penkiasdešimt” reiškia keturiasdešimt ir pan. Tačiau pagrindinis principas yra nepozicinės sistemos, nes kiekvieną simbolį atitinka vienas skaičius: • I - vienas; • V - penki,; • X - dešimt; • L - penkiasdešimt; • C - šimtas; • D - penki šimtai; • M - tūkstantis. Pavyzdžiui, 1984 = MCMLXXXIV. Su nepozicinės sistemos skaičiais žymiai sunkiau atlikti aritmetinius veiksmus, todėl nei romėniškoji, nei kita nepozicinė sistema plačiau nevartojama. Informacijos kodavimas Kodavimo pavyzdys. Turistas draugui parašė laišką, kaip pasiekti stovyklavietę: “Nuo savo namų eik tris kilometrus į šiaurę, prieisi upę. Pasroviui nuplauk du kilometrus ir pakrantės namelyje rasi dviratį. Juo važiuok keturis kilometrus į rytus ir pasieksi mūsų stovyklavietę. 1. Keliavimo būdas: eiti, plaukti, važiuoti. 2. Keliavimo kryptis: eiti ir važiuoti – šiaurė, rytai, pietūs, vakarai; plaukti – pasroviui ir prieš srovę. Viso 6 atvejai. 3. Atstumas: tai tolydus dydis, tačiau priėmę, kad jis išreiškiamas sveikais skaičiais, galime naudoti diskrečius simbolius. - eiti pėsčiomis atitinkama kryptimi, simbolių skaičius atitinka kilometrų skaičių; - plaukti pasroviui ir prieš srovę; - važiuoti atitinkama kryptimi dviračiu. Laišką sukurta kodavimo sistema (abėcėle) užrašysime taip: Kito užkoduoto laiško turinys: Bendru atveju pageidautina turėti universalią abėcėlę, kurios simboliais galima užkoduoti bet kokį, o ne vien specifinį pranešimą. Ji naudinga dar ir todėl, kad visi pranešimų siuntėjai ir gavėjai iš anksto žino visų simbolių prasmę. Universalumas pasiekiamas tada, kai abėcėlė ir kalba yra plačiai paplitusi, o kiekvieno abėcėlės ženklo prasmė nėra plati. Taigi, vienos abėcėlės simbolių išraiška kitos abėcėlės simboliais vadinama kodu, o atitikmenų užrašymas – kodavimu. Kodai gali būti fiksuoto arba kintamo ilgio. Pvz., Morzės kodai yra kintamo ilgio. Bet tada reikia papildomo simbolio - tarpo tarp kodų ar kodo pabaigos simbolio. Kompiuterijoje paplitęs fiksuoto ilgio kodas, turintis tik du simbolius 0 ir 1. Su vienu dvejetainiu simboliu galima užkoduoti tik dvi būsenas 0 ar 1, su dviem simboliais – keturias: 00 01 10 ir 11, su trimis – aštuonias: 000 001 010 011 100 101 110 111 ir t.t. Kuo ilgesnis kodas, tuo daugiau skirtingų kitos abėcėlės simbolių galima užkoduoti. Bendru atveju galimų užkoduoti atvejų (kitos abėcėlės simbolių) skaičius N yra lygus: N = mk, kur m – simbolių skaičius abėcėlėje, k – kodo ilgis (simbolių skaičius žodyje). Dvejetainio kodo atveju: N = 2k Lentelė 4 k 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2k 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024 Dabar užkoduokime tą patį pranešimą, kaip rasti stovyklavietę, dvejetainiu 8 simbolių ilgio kodu. 1. Kelionės būdai yra trys – galime skirti 2 bitus: 00 – eiti, 01 – plaukti, 10 – važiuoti dviračiu ir 11 – bus atsargoje ketvirtam būdui; 2. Kelionės kryptys yra keturios, pakanka 2-jų bitų: 00 – šiaurė (pasroviui), 01 – rytai (prieš srovę), 10 – pietūs, 11 – vakarai; 3. Atstumams liko 4 simboliai, jei matuosime sveikais skaičiais, tai didžiausias atstumas bus galimas 16 km ( 24 = 16). Dvejetainis pranešimas bus: 00000011 01000010 10010100 8 dvejetainių simbolių žodžiu galima užkoduoti 28 = 256 atvejus. To pakanka užkoduoti raides, dešimtainius skaitmenis, skyrybos ir daug kitų specialių ženklų, naudojamų kompiuterijoje. Tai taip vadinamas ASCII kodas. Dabar naudojamas ir dvigubai ilgesnis simbolių kodas, įgalinantis užkoduoti praktiškai visus pasaulyje naudojamus rašybos simbolius. Tai taip vadinamas UNICODE. Tų pačių dvejetainių simbolių seka gali reikšti ne tik raidę ar skaitmenį, bet ir skaičių, spalvą, jos intensyvumą, garso stiprumą ir kt. Informacijos kiekis, jo matavimo vienetai Informacijos kiekis, kuris perduodamas vienu dvejetainės abėcėlės simboliu, vadinamas bitu. Aštuoni simboliai (bitai) sudaro baitą. Stambesni informacijos vienetai: 1 KB (kilobaitas) = 210 = 1024 baitai; 1 MB (megabaitas) = 220 = 1024 kilobaitai; 1 KB (gigabitas) = 230 = 1024 megabaitai; 1 TB (terabaitas) = 240 = 1024 gigabaitai. 5 TEMA • Informacijos pateikimas kompiuteryje ir duomenų formatai; • Aritmetiniai ESM pagrindai; • Loginiai kompiuterio pagrindai. Informacijos pateikimas kompiuteryje ir duomenų formatai Visų tipų duomenys kompiuterio atmintyje vaizduojami bitų rinkiniais. Baziniai duomenų tipai yra: • skaičiai: • sveikieji skaičiai; • realieji (trupmeniniai) skaičiai; • simboliniai (tekstiniai) duomenys; • grafiniai duomenys; • garsas; • video. Sveikieji skaičiai. Sveikieji skaičiai yra vaizduojami taip vadinamu fiksuoto kablelio formatu. Jame dešimtainio kablelio pozicija yra fiksuota. Sveikiesiems skaičiams dešimtainis kablelis yra po paskutinio skaitmens. Priklausomai nuo sveikojo skaičiaus ilgio jam vaizduoti skiriama 1, 2 arba 4 baitai: • trumpas sveikasis skaičius – 1 baitas; • standartinis sveikasis skaičius – 2 baitai; • ilgas sveikasis skaičius – 4 baitai. Norint sveikąjį neneigiamą skaičių pavaizduoti, pvz., dviejuose baituose, reikia jį užrašyti dvejetainėje sistemoje ir papildyti nuliais iš kairės, kad būtų 16 dvejetainių skaitmenų, pvz.: 5 - 00000000 00000101 Visų galimų standartinių sveikųjų neneigiamų skaičių be ženklo intervalas yra: 0 (00000000 00000000) – 65 535 (11111111 11111111) Taigi: • viename baite galima pavaizduoti skaičius be ženklo nuo 0 iki 255 (28 – 1), • dviejuose nuo 0 iki 65 535 (216 – 1), • ir keturiuose baituose nuo 0 iki 4 294 967 295 (232 – 1). Sveikieji neigiami skaičiai. Vaizduojant sveikus skaičius su ženklu, galima būtų kairiausią bitą skirti ženklo vaizdavimui: pvz., 0 reikštų pliusą, o 1 - minusą. Tada dviejuose baituose galima būtų pavaizduoti skaičius nuo +0 iki +32 767 ir nuo -0 iki - 32 767, tačiau tokiu atveju 0 būtų vaizduojamas dviem skirtingais būdais (plius nulis ir minus nulis) , o tam reikėtų specialios aritmetikos, dirbančios su dviem nuliais. Todėl neneigiamų skaičių vaizdavimui naudojamas tiesioginis kodas (vaizduojamas pats skaičius x, t.y. vaizduojamas taip pat kaip ir skaičius be ženklo, tik vienas bitas rezervuojamas ženklui). O neigiamų skaičių vaizdavimui naudojamas papildomas kodas (vietoje skaičiaus -x vaizduojamas skaičius 2N - x, kur N – skiriamų skaičiui pavaizduoti bitų kiekis). Papildomas kodas. Papildomas kodas gaunamas tokiu būdu: • Pavaizduojamas atitinkamas teigiamas skaičius. • Visi bitai invertuojami, t.y. 0 keičiamas 1 ir atvirkščiai. • Pridedamas 1. Panagrinėkime, pavyzdžiui, kaip bus pavaizduotas skaičius -5: • 1. 5 - 00000000 00000101 • 2. Bitai invertuojami 11111111 11111010 • 3. Pridedamas 1 11111111 11111011 Naudojant tokį vaizdavimo formatą visų neneigiamų skaičių kairiausias bitas yra 0, o neigiamų - 1. Dviejuose baituose galima pavaizduoti sveikus skaičius su ženklu nuo -32 768 iki 32 767: 0 00000000 00000000 1 00000000 00000001 … … 32 766 01111111 11111110 32 767 01111111 11111111 -32 768 10000000 00000000 -32 767 10000000 00000001 … … -2 11111111 11111110 -1 11111111 11111111 Analogiškai, viename baite gali būti pavaizduoti sveikieji skaičiai su ženklu nuo -128 iki 127, o keturiuose baituose – nuo -2 147 483 648 iki 2 147 483 647. Sveikieji skaičiai kompiuterio atmintyje vaizduojami tiksliai, bet jų kiekis nėra didelis. Be to, dirbant su sveikaisiais skaičiais, pačiam programuotojui reikia rūpintis, kad operacijos rezultatas patektų į sveikųjų skaičių apibrėžimo sritį. Priešingu atveju galima gauti iš pirmo žvilgsnio "keistus" rezultatus. Pavyzdžiui, matematikoje dviejų teigiamų skaičių suma visada yra teigiamas skaičius, tačiau kompiuteriui 32 767 + 1 = -32 768. Tai galima suprasti tik žinant, kaip sveikieji teigiami ir neigiami skaičiai vaizduojami kompiuterio atmintyje: Fizinis duomenų vaizdavimas kompiuterio atmintyje gali skirtis nuo aptarto dėl skirtingo baitų išdėstymo. Personaliniuose kompiuteriuose jaunesnieji baitai talpinami atmintyje mažesniais adresais, todėl fiziškai atmintyje sveikasis skaičius 5 dviejuose baituose bus pavaizduotas ne taip: 5 00000000 00000101, o šitaip: 5 00000101 00000000. Realiųjų skaičių vaizdavimas. Kiekvieno tipo duomenims vaizduoti skiriamas baigtinis bitų skaičius, o kiekvienas bitas gali įgyti tik vieną iš dviejų reikšmių, todėl galima pavaizduoti tik baigtinę reikšmių aibę, t.y. gali būti vaizduojami tik diskretiniai duomenys. Tai reiškia, kad kompiuteryje negalima pavaizduoti, pavyzdžiui, visų atkarpos taškų. Dėl šių priežasčių kyla problemos, vaizduojant kompiuterio atmintyje realius skaičius. Tarp bet kurių dviejų realiųjų skaičių yra be galo daug tarpinių realiųjų skaičių ir jie visi negali būti pavaizduoti kompiuterio atmintyje. Tačiau reikia turėti galimybę atlikti skaičiavimus, kuriuose operuojama su plataus spektro realiaisiais skaičiais: tiek su labai mažais, pavyzdžiui, elektrono masė; tiek su labai dideliais, pavyzdžiui, atstumas iki žvaigždės. Šių problemų sprendimui pravers mokslinis formatas ( angl. scientific notation): kiekvieną skaičių galima užrašyti tokia forma x =

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!