Read the book: «Информатика. Пособие учебное»

Начало от автора

Если ты скачал эту книгу значит данная тема тебя сколь интересует. Тебя интересует данное направление. Значит ты на верном пути. Все же знают, что чтобы пожинать плоды, нужно много стараться и учиться, учиться. Жизнь – школа потоковой информации связанной с здесь и сейчас. Вы понимаете о чем я. Что насчёт меня? Я обычный студент. С малых лет саморазвивающийся и стремящийся к успеху в своем деле. Направление это программирование и предпринимательство. Навык уже более десять лет. Окончил школу с высшим образованием. Когда-то, еще в седьмом будучи до тех пор обычным учеником. У нас появился такой предмет как «Информатика», тогда после нескольких погружений в нее, я понял что помимо любых предметов математики и страсти к физике что до сих пор осталось и я ее изучаю. Тяга у меня ко всему, я развиваюсь и смотрю себя в разных деятельностей. Багаж знаний за собой уже имею. У меня появилась к информатике. С первых нахлынувших строк и картинок заворожили меня и мое я сказало: «Это твое»

Конечно в своем возрасте я изучал информатику с 7 класса до 11 и факультета. Перечитывая всю информатику с 7 до 11 класса. Используя разных авторов книг вплоть до «Босовой». Трудные и легкие. Мой первый язык программирования был язык Pascal учебный язык программирования который проходят по информатике в 8 классе я его изучил хорошо в 7 классе еще. Перечитав информатику нескромно за 7-8 классы и смотря курсы, написал первые программы. В основном математические и калькулятор. Потом тот же год, изучив полностью язык, я перешёл на Python высокий язык программирования предназначенные так и для игр, массивов данных, сайтов и нейросети. По своему опыту после Паскаля нужно начинать с него. Синтаксис легче и знания в математике не так нужна Он больше пойдёт не для игр. На нем конечно можно написать интересное, но для более большого и нагруженного проекта нужно использовать язык. С, который я изучил. Python подходить для нейросети или работа с данными по таким специальностям как бизнес аналитик. Ему это советуется знать.

Введение

И так в этой книге мы поговорим об информатике. Эта книга подойдёт как для тех кто учит с нуля или же уже окончил вуз, школу или работает. Подойдёт для воспоминания застоявшуюся информацию.

Термин «информатика» франц. Informatique происходит от французских слов information информация и automatique автоматика дословно означает «информационная автоматика». Широко распространён также англоязычный вариант этого термина – «Сomputer science», что означает буквально «компьютерная наука». То есть, это наука об компьютере и информации. Почти в каждой теме я буду задавать вам краткие задания которые нужно выполнять устно часто будут встречаться и иногда письменно. Но это по желанию, если хотите без, можете без. Но для большего результата, лучше переходить к практике. Мы перейдем к следующей главе и начнём.

Глава 1. Информация и информатика.

Информатика – это наука об информации и компьютере. Владения им и другим технологиям. Знания информатике пригодится как и обычному человеку, так и людям, которые хотят заниматься или занимаются в сфере программирования, инженерии, сисадмин, администратор сетевой. Ну и так же можно изучить для досуга. Информация никогда не бывает лишней. Если найти ей применение, то она послужит благим делом.

Информация – это некий факт, описания объекта или предмета. Например для простого понимания. Вот люди живут в лесу у земли, миллионы, миллионы лет назад. Кто-то из охотников увидел на пути удивительного животного. И дойдя до своего лагеря, он поделился с поселенцами то о чем он запоминал об объекте видящего перед собой. И люди теперь понимают что в лесу бродить красивое животное , хоть глазами не видели его. Но знают что там обитает такой. И встретившись с ним они узнают. Бывает и фейковая информация. Такие как новости, сфера деятельности где человек рассказывает обо ложных и заблуждающихся сведений. И так же распространен инфобизнес. Это всякие курсы, советы, тренинги

Человеческое тело устроена так, что он принимает сразу несколько путями информацию. Давайте поговорим о ней. Первый что принимает – это глазами. Зрительная информация. Большинство принимают больше всего в своей жизни. Мы видим объекты, их формы, пространство в котором находимся, что двигается, какой цвет у неба, предмета, самолёты и прочие. Это информация. Мы живём в информационном потоке. Это слуховая информация. При разговоре с собеседником мы узнаем дорогу, узнаем от родственника плохую или хорошую новость, слушаем по телевизору гаджету новости. Так же мы в моменте принимает зрительную если есть картинки. Вот аудиокнигу мы слушаем только ушами. Есть

Вкусовая. Правда не у всех он развит очень хорошо. Это при жевания мы ощущаем вкус. Мы запоминаем какого вкуса мясо, зелёная большая под названием капуста. Оно обычно развито у поваров и тем, кто связан с едой.

Потом ароматическая. Мы воспринимаем запахи. Обычно это тоже развито у поваров.

И тактильная. Люди ощущают все касанием. Массу объекта, форму. Развивается такое обычно у слепых людей. Все это лучше развивать можно самостоятельно, сталкиваясь с опытом. Обычно развито у человека либо зрительная либо слуховая. У каждого своя, у кого-то обе. Зависит от индивидуума и его способе восприятия.

Это все называется видами информации.

Информация в нашем мире уже важный спектр жизни. Каждый день мы получаем множество информации. Что-то запоминаем, а что-то просачивается через фильтры так называемые и просеивается самое важное. Главное находить и получать полезную и достоверную. Информацию она везде. Новости, фильмы с телевизоров, плакаты и прочее на улицах, в телефонах сообщения, браузеры с информацией. В школе мы учимся тратя свое время и получая взамен информацию, которую нужно использовать в нужное русло.

Информация 1.0. Грамотность

Знаете же это? Ты учишься, познаешь знания. Но когда настает время, то они становятся бесполезными и как вам кажется бесценным. Поверьте, зная все знания мира, и не работая над практикой и не используя их в практике, информация для вас будет актуальна как просто «знаю» а «использовать» только нужно на практике чтобы принесла свои плоды. Информация в наше время это самый ценный ресурс, используется для своих намерений и нужд. Информация пожинается через труд. Просто так ничего не делая, вы не получите опыта или навыков в чем-то. Массовые фейки от государств тоже бывают. Это тот тип, чтобы внутри страны, народ перестроить, настроить против которого кого-то, поменять точку зрения. Это распространённая тактика для государства. Особенно в состоянии войны. Называется пропагандой. Компании враждуя между собой, могут напакостить другой компании, например вашему автомобилю, написав статью о том что машина этой компании плохая, или двигатель может сгореть или тормоза откажут. Это делается для конкуренции и отбивания клиентов у своих соседних компаний.

Человека легко переубедить или навязать ему что-то. Сейчас люди не фильтруют полученную информацию. Более умные люди управляют сознанием тех, кто небрежно относятся к тому, как они фильтруют то что получают в свои мозги.

Как избежать этого и не стать мишенью от таких людей? Перед тем как вы например получаете опыт изученного материала про экономику, то не принимайте ее сразу за действительное. Какой бы лектор, или преподаватель не был. С высшим образованием или без. Не всегда высшее образование это знак образованности. Но все таки нужно иметь образование. Вот вы послушали курс, или читали. Получили информацию о том что такое экономика и какой круговорот у денег. То, изучите тему, посмотрите другие статьи, увидите как на реальности все. Делаете опыт, читаете другие похожие темы. Не останавливаетесь на одной. Если она отличается от других, то стоит подумать и решить чему верить. Конечно нужно проверять информацию которую вы получаете. Контролируйте свои мысли. Контролируете то, что вы получаете. Это ваш путь к правильному смыслу. Ежедневно обновляете информацию, перепроверяете ее. Например вы получили информацию и прошел год. Проверьте ее, она актуальная ли на данный момент. Если нет, меняете. Нужно фильтровать что вы получаете. Не засоряйте свой мозг. Это ценный ящик, где хранятся тайны и путь к текущему сценарию вашего пути.

Немного о биологии затронем. Что же такое мозг? Мозг – это ткань и множество нейронных связей. Где-то в миллиард разных нейронных связей. Каждый нейрон записывает в себе опыт, умение ходить, ваши навыки, знания вашего языка. Когда мы изучаем что-то, не важно что. Создаётся новые нейронные связи, связанные с опытом. Оно слабое первые дни. Поэтому человек запоминает информацию слабо, иногда трудно что-то даётся. Поэтому первые этапы трудные. Да, это не значит что не ваше дело и вы глупые. Нужно возвращаться ежедневно к опыту. Развивать каждый день. Нужно читать. Нейронные связи и окончания укрепляются. Что даёт человеку хорошее запоминание. Мозг запоминает и делает это повседневно если вы сталкиваетесь с ним ежедневно. Так забывая, связи слабеют и потом разрушаются. Мозг какую-то информацию передаёт в свою долговременную память или в оперативную то есть что мы получаем за день. Чтобы что-то шло в долговременную и не забылось, нужно изучать и сталкиваться с опытом. Тогда мозг отсеивает и понимает что для него важно. Например опыт разговаривать, двигать языком для издавание звуков, умение ходить и прочие это нейронные связи и память об опыте записано в долговременную память и остается навсегда. Пока ее не разрушить та же самая болезнь Альцгеймера или при старости лет мозг слабеет из-за меньшей нагрузки на мозг. Чтобы сдержать мозг в тонусе до своего старения, нужно заниматься ежедневно умственными способностями. Чтения укрепляет мозг и нейронные связи. И многое другое.

Так работает ваш мозг и информация. Мозг это как квантовый компьютер с процессором и памятью делящийся на оперативную и долговременную. Об этих устройствах мы говорим в других главах.

Информация – это путь к достижению своей цели. Бывают недостоверная информация. Это было с давних лет и до нашего времени. В наше время это все усилилось. Информация война идет и будет идти с развитием мира. Нужно следить за тем, что вы изучаете и принимаете в свой «компьютер»

Задания.

Какими способами мы принимаем информацию ?

Что такое информация ?

Информатика наука о чем?

Каким из выше перечисленных способов часто принимаете вы? Что у вас больше развито? Проверьте на практической основе.

Двоичная система счисления

В этой главе мы поговорим об таком термине как двоичная система счисления. Может кто-то из вас знает, сталкивался с этим в жизни . Пока не менее где-то услышал. Это довольно простая для восприятия система. Как она сама за себя говорит, она содержит два символа. А если точнее цифры с 0 и 1.

Выглядит сложно, особенно для новичков. Помните что вы не глупы, и не нужно закрывать книгу. Просто нужно разобраться. Все неявное становится явным. Зайдем следующим образом через историю прошлого века. Кто же создал азбуку мирзе? Сэмюэль Финли Бриз Морзе – американский изобретатель и художник. Он создал первые телеграфные аппараты. Телеграфный аппарат это начало в современный компьютер. И так называемый код Морзе.

Код мирзе состоит из двух символов тире и точка. Все буквы и символы представлены в виде последовательности тире и точки. К примеру: А в Морзе представлена как точка и тире. Так же в других комбинациях представлены другие буквы и символы. По Морзе мы не будем сильно задерживаться. Если хотите подробнее изучить, найдите азбуку и книгу по нему. Самый распространённый сигнал это SOS – международный знак того, что нужна помощь. Это точка, точка, точка, тире, тире, тире, точка, точка, точка. Где три точки это С и О это три тире. В любом языке алфавитном они не отличаются. Не важно каким языком владеете.

Тире – более длинный сигнал, а точка короткий. Если хотите обозначить отдельные слова нужно после полного представления слова, взять паузу и начать строчить по телеграфу. Не обязательно нужно иметь телеграф для общения по Морзе. Свечением фонарика тоже можно использовать для этого. Стуки в дверь или еще другое тоже считается сигналом. Для более упрощённого используете бумагу и ручку. На тот момент Морзе был шифровщиком информации .

В первой мировой войне и второй использовался этот код для информации. Чтобы скрыть от противника если в его руки попадет секретная информация с например военным нападением на город, , страну. Любая информация которая не должна была видеться обширным кругом людей всегда шифруется и скрывается.

В то время люди которые умели шифровать и расшифровывать информацию с Азбуки Морзе и на нее имели приоритет и востребованность. Уже потихоньку шифровать и расшифровывать научились большие машины, отдалённые от компьютера.

Один из известных персонажей в то время, внесли в это вклад. В расшифровывание и создания шифровальщиков.

Один из них был Алан Тьюринг – американский логист, математик и знал криптографию. Создавал методы для взлома сообщений и так называемой машины шифровальщика и расшифровки «Энигма» – немецкая машинка. Так же ее код взломал Тьюринг.

Еще в древности люди шифровали информацию. Потому что враги и другие люди крали информацию. Когда человек на лошади с бумагой информации шёл к вождям, на него могли напасть, караулить у дороги. Тогда люди придумывали специальные коды. Пример тому код Цезаря. О ней мы не будем здесь говорить, вы сами можете почитать о ней. Сам Цезарь ее придумал. Но она была ненадёжной.

Почему сейчас используют двоичный код? Во первых, он самый оптимальный и в этом замешана история. Так сложилось исторический что в наше время теперь используют двоичный код. И ещё долго будут использовать. Самые первые большие компьютеры , не похожие на обычный компьютер, имел габаритные размеры с комнаты целой. Такие компьютеры решали только математические задания. Первые такие машины были долгими. Чтобы решить какую-то определённую задачку, компьютер ее печаталась несколько часов, день а то и несколько. Самый первый компьютер был разработан ENIAC. Уже когда развивались такие компьютеры, они могли решать до миллиона различных задач. Но не имели такого функционала как современные устройства. Этот компьютер был первым что было похоже на наше устройство. Полиграф самое начало зарождение.

Как я уже сказал, двоичный код состоит из двух цифр. 0 и 1. Больше ничего. Там есть и троичный. Где уже 2 есть. Об этом в общем другая тема.

В наше время двоичный код используется в современном мире в интернете везде. Ваши банковские карточки, сообщения, личные данные, фотографии и файлы хранящийся на устройстве. Вы спросите. Как же это делается? Компьютер сам шифрует и принимает все в двоичный код бинарный другими словами. Компьютер умеет читать только ноль и единицы. В нем заложен алфавит которые все символы, цифры, буквы, и всю клавиатуру. Пример тому как азбука Морзе, только заменённые на ноль и единицу. Ноль – выключено, 1 – включено. Или 1 горит лампочка или 0 – не горит. Например А можем представить как 0100110 и т.д.

Таблица ASCII – стандартный алфавит букв, цифр и всех символов в бинарный код двоичный. Стоит вам почитать ее.

Как считают на двоичном коде? Легко и просто Все как в обычной но только 1 и 0 имеется. Например 1 это 1. 2 это уже не будет 2, а добавляем единицу. Будет равно 10, 3 будет 11 а дальше как? 111 не поставишь там или 2 нельзя. Это двоичный код. Мы добавляем единицу еще справа в начале. 110. 4 будет 111 а 5 равно 1110 на бинарный код. Владея такой легкой системой, можно иметь все деньги мира и власть. Просто не все это понимают. Не советую использовать вам против законных правил. И не нарушать закон или вредить чужим лицам и имуществу. Я за это не несу ответственность и все что я описываю, все в целях учебного плана.

Пробел в двоичном коде обозначается множеством кодовых нулей перед словом, буквой если там нету продолжения слова. Вы это изучите в той таблице указанной сверху. На данный 2024-2025 года, эту систему до сих пор используют. Его трудно будет заменить. И он проживет еще долго.

Двоичный код – это шифрование. Шифрование изучает криптография. О ней в темах будут изучаться. Все картинки и графика на устройствах тоже кодируются автоматически устройством, что и звуковые данные.

Данные – это описанная важная информация. Например фотографии, сообщение или видео, аудиофайлы, тексты. Это все хранится на устройстве как в некой обложке или бумаге. А это все бинарный код. Если посмотреть на его обнажённые кости, то он состоит из очень большого массива нулей и единиц.

Как же устройство знает на что мы нажимаем чтобы ввести с клавиатуры. У него есть картинки с буквами, символами и их двоичным номером. Так устройство сканирует что мы жмём. Но он делает это мгновенно. За доли секунды после нажатий. Устройства делает несколько и миллионов операций в секунду может. Поэтому глупо будет назвать устройство – глупым изображением. Они технологичные и быстрые по сравнению с их предками. Хоть это уже стало обыденностью, но любое устройство оно быстрое, просто человеку хочется больше и больше. Он на одном никогда не остановится.

Если использовать устройство правильно, можно добиться своих целей. Никогда не забываете это

Мир стремительно меняется. С физически технологий мы переходим в век виртуальных технологий. Одна из этих технологий это интернет и гаджеты. Кто знает, может в будущем мы сможем гулять по другой реальности и симулировать события или проекции. Уже игровые VR шлемы есть, как наработки. Но до того еще далеко. Есть над чем работать и развиваться. Никогда не знаешь каким будет будущее и что нас ждет впереди. Власть роботов над нами? Или же век технологических открытий и вживление чипов в человека, вплоть до колонизаций других планет и границ вселенной. Путь к тайному всегда лежит на горизонте. И неявное когда-то будет явно, иначе вы не там ищите.

Двоичная система была придумана Готфридом Вильгельмом Лейбницем. Он первый описал ее в своих работах. Он философ и логист. Помимо этого и математик, юрист, механик и физик родившийся в 1646. В Саксонии у Ганновере.

Биты и петабайты.

Бит – самая маленькая измерение информации. С помощью этих битов измеряют информацию. Бит состоит из 1 единицы. 8 бит = 8 байт. Байт это = 8 бит. Бит как измерение используется для считывания информации. 8 бит используется для кодирования одного символа. Это 1 байт.

1 байт = 8 бит 1 Кб Килобайт = 210 байт = 1024 байт 2222222222 байт 1 Мб Мегабайт = 220байт = 1024 килобайт. 1 Гб Гигабайт = 230 байт = 1024 мегабайт. 1 Тб Терабайт = 240 байт = 1024 гигабайт. Терабайт иногда называют тонна. 1 Пб Петабайт = 250 байт = 1024терабайт. 1 Эксабайт = 260 байт = 1024 петабайт.

В компьютерах самый последний объём это терабайты. Телефоны и другие устройства такое не потянут. Максимально у них там под 500 гб объём памяти. Помимо петабайта, который ещё не использовался одним устройством, есть другие. Но не будет морочить вам голову этим. Вы с ними не столкнётесь. А если всё-таки хотите узнать, то прочтите в интернет ресурсах. Любой файл, изображения , аудио текст имеет свой размер.

Обычно килобайты встречаются маленькие программки как тексты. Изображения от 1мб, игры маленького размера весят в 10-500 мб, а более массивные с множеством элементов и количеством объектов в игре и большого проекта может весить до 1 гб. Самое что занимает память это графика и объекты. Остальное весить меньше, но существенно занимает только картинка мира. То есть графика. Информационный вес символа алфавита и мощность алфавита связаны между собой соотношением: N = 2i.

Информационный объём сообщения определяется по формуле:

I = К · i,

I – объём информации в сообщении;

К – количество символов в сообщении;

I – информационный вес одного символа.

Объем памяти растрового изображения V=I умножить Q, где I– глубина цвета число бит на пиксель, Q – общее количество пикселей, o глубина кодирования I– это количество бит, которые выделяются на хранение цвета одного пикселя, o количество пикселей изображения Q – произведение ширины рисунка на высоту в пикселях.

Любое сообщение содержит определённое количество информации. Как же её измерить?

Один из способов измерения информации – алфавитный подход. Он утверждает, что каждый символ в сообщении имеет определённый информационный вес, то есть несёт фиксированное количество информации.

На уроке мы узнаем, чему равен информационный вес одного символа, и научимся определять информационный объём сообщения.

Что такое символ в компьютере? В компьютере символом является любая буква, цифра, знак препинания, специальный символ – всё, что можно ввести с клавиатуры. Но компьютер не понимает человеческий язык – он кодирует каждый символ. Вся информация в компьютере представлена в виде нулей и единиц. Эти нули и единицы называются битами.

Информационный вес символа двоичного алфавита считается минимальной единицей измерения информации и называется битом.

Алфавит любого понятного нам языка можно заменить двоичным алфавитом. При этом количество символов в исходном алфавите связано с количеством разрядов двоичного кода любое сообщение несёт некоторое количество информации. Как же его измерить?

Одним из способов измерения информации является алфавитный подход, который говорит о том, что каждый символ любого сообщения имеет определённый информационный вес, то есть несёт фиксированное количество информации. Сегодня на уроке мы узнаем, чему равен информационный вес одного символа и научимся определять информационный объём сообщения.

Что же такое символ в компьютере? Символом в компьютере является любая буква, цифра, знак препинания, специальный символ и прочее, что можно ввести с помощью клавиатуры. Но компьютер не понимает человеческий язык, он каждый символ кодирует. Вся информация в компьютере представляется в виде нулей и единичек. И вот эти нули и единички называются битом.

Информационный вес символа двоичного алфавита принят за минимальную единицу измерения информации и называется один бит. Алфавит любого понятного нам языка можно заменить двоичным алфавитом. При этом мощность исходного алфавита связана с разрядностью двоичного кода соотношением: N = 2i.

Эту формулу можно применять для вычисления информационного веса одного символа любого произвольного алфавита.

Отношением: N = 2i.

Эту формулу можно использовать для вычисления информационного веса одного символа любого алфавита.

Интересный факт. Как вы думаете, сколько весит весь интернет? Вся информация на нем и все что находится. Весь интернет на 2020-2024 год весит 90 збайт. 1 зеттабайт равен 1021 байт . В одном байте 8 бит. Если переводить на терабайты, то это равно 1000. А терабайты уже сами переводить в удобной вам форме. Подумайте.

Слово «bit» впервые использовал Клод Шеннон В 1948 году для обозначения наименьшей единицы измерения в статье «Математическая теория связи

Клод Элвуд Шеннон – американский инженер криптоаналитик и математик. Считается так же отцом «информационного века».

Биты и другие измерения информации отрабатывает процессор. Нули и единицы обрабатываются процессором, который подключён к остальным устройствам о которых мы поговорим в следующих темах. Конечно это все покажется трудным, но соображая грамотно и позитивно, внимательно изучите этот материал. Здесь ничего сложного. Самое главное понять суть.

Зная простейшие знания об изменениях и двоичном коде, а так же математикой, вы будете владеть умением и всей информацией какой захотите. Двоичная система так же легка.

На компьютерных устройствах как телефоны и планшеты составляют максимум объёма от 1 бита до 256 гигабайт. А стационарный компьютеры и ноутбуки 20 терабайт. Мы можете установить несколько жёстких дисков от 4-6 и так же прочих компонентов которые значительно улучшат качество и скорость процессора и работу. Выше уже не доходит. Пока что технологии не позволяют. Нужно учитывать все аспекты устройства. Работоспособность , энергопотребление, мощность процессора и скорость.

Существует три основных способа оценки информации:

Объёмный подход.

Энтропийный подход.

Алгоритмический подход.

Информационная энтропия – это мера хаотичности информации, то есть неопределённость того, какой символ может появиться в первичном алфавите. Энтропия показывает, сколько информации содержится в одном элементарном сообщении источника, который генерирует статистически независимые сообщения. Таким образом, любому сообщению можно присвоить количественную характеристику, отражающую размер программы, которая позволяет её воспроизвести. Однако из-за ряда объективных причин алгоритмический подход к измерению информации не нашёл широкого практического применения.

Алгоритмическое измерение информации

Алгоритмическое измерение информации было предложено в 1965 году академиком Андреем Николаевичем Колмогоровым. Этот подход определяет алгоритмическую сложность последовательности данных как минимальную длину вычислительного алгоритма, способного воспроизвести заданную последовательность.

Например, слово «000000» имеет простую алгоритмическую сложность, так как его можно воспроизвести с помощью простой программы. Слово «01010101» требует более сложного алгоритма, который будет печатать символ, противоположный предыдущему. А случайная последовательность, не имеющая закономерностей, может быть напечатана программой, в которой каждый символ печатается отдельным оператором. Длина такой программы будет близка к длине последовательности. Таким образом, любому сообщению можно присвоить количественную характеристику, отражающую размер программы, необходимой для его воспроизведения.

Однако, несмотря на свою теоретическую значимость, алгоритмический подход к измерению количества информации не получил широкого практического применения.

Объёмный способом мы уже говорили.

Это книга тоже содержит биты информации. Наверное в килобайты будут представляться в объёме этого текста которого сейчас вы читаете в данный момент. Биты и байты в нашем мире это стала неотделимой частью нашей жизни. Сейчас где бы вы не были в интернете, везде используется системой измерения информации. Хакеры и другие люди, которые занимаются темной стороной добра, занимаются незаконным хищением чужих данных.