Теоретичні основи інформатики

2. Інформатика та ІКТ
Дисципліна:
Викладач: Бондаренко Тетяна Володимирівна

3. Теоретичні
основи
інформатики
Тема 1

4. План
1. Інформатика як наука, її місце в системі
наук.
2. Предмет та задачі інформатики.
3. Поняття інформації та її властивостей.
4. Інформаційна система та інформаційні
технології.
5. Кодування даних. Одиниці вимірювання
інформації.
6. Становлення та розвиток ІКТ

5. Інформатизація
«довантаження»
невід'ємна
частиною
освітнього
процесу

6. Фундамент наук
►Математика?
►Фізика?
►Хімія?

7. Кібернетика
Це наука про загальні
принципи управління в різних
системах: технічних,
біологічних, соціальних.

8. Історична довідка
1948 р. Норберт Віннер «Кібернетика або
управління і зв'язок в тварині і машині».

9. Інформація в кібернетиці
ВихіднаВхідна
Внутрішня інформація

10. Термін “інформатика”
Походить від французького Informatique і
утворене з двох слів:
ІНФОРмація автоМАТИКА
ІНФОРМАТИКА
Computer Science – наука про комп’ютер

11. Відомості про осіб, предмети, технології, засоби, ресурси, події
та явища, що відбуваються в усіх сферах діяльності держави,
життя суспільства, довкілля, незалежно від форми їх надання;
відомості, подані у вигляді сигналів, знаків, звуків, рухомих або
нерухомих зображень в той, чи в інший спосіб
Інформація

12. Співвідношення об’єму інформації
з розвитком сучасного суспільства

13. Інформаційні революції та
моделі освіти

14. Міжнародний конгрес з інформатики
►1978 р. Міжнародний конгрес з
інформатики
►1996 р. Конгрес ЮНЕСКО з проблем
інформатизації
«Поняття інформатики охоплює галузі, пов’язані з
розробкою, створенням, використанням та матеріально-
технічним обслуговуванням систем обробки інформації,
з урахуванням машин, обладнання, математичного
забезпечення, організаційних аспектів, а також комплекс
промислового, комерційного, адміністративного та
соціального впливу»

15. Інформатика – це…
це наука, що вивчає всі аспекти
отримання, збереження,
перетворення, передачі та
використання інформації

16. Інформатика – це…
це галузь людської діяльності,
пов’язана з процесами
перетворення інформації за
допомогою комп’ютерів та їх
взаємодії з середовищем
застосування

17. Інформатика – це…
це комплексна технічна наука,
що вивчає методи та засоби
опрацювання даних за
допомогою обчислювальної
техніки

18. Взаємозв'язок понять
Інформатика
Кібернетика
це наука про загальні принципи
управління в різних системах: технічних,
біологічних, соціальних
це комплексна технічна наука, що
вивчає методи та засоби
опрацювання даних за допомогою
обчислювальної техніки

19. Структура інформатики як
дисципліни
Теоретична інформатика
Обчислювальна техніка
Програмування
Інформаційні системи
Штучний інтелект

20. 2. Предмет інформатики як науки
складають:
апаратне забезпечення
програмне забезпечення
засоби взаємодії апаратного та
програмного забезпечення
засоби взаємодії людини з апаратним та
програмним забезпеченням

21. Взаємодія через інтерфейс
Комп’ютер -
комп’ютер
Людина -
комп’ютер
Взаємодія між пристроями

22. Інтерфейс користувача
Це сукупність методів та
засобів взаємодії людини з
програмним та апаратним
забезпеченням

23. Основне завдання інформатики:
Систематизація прийомів та
методів роботи з апаратними
та програмними засобами
обчислювальної техніки

24. Ефективність в інформатиці
• Співвідношення
продуктивності обладнання
до його вартості
Апаратні засоби
• Продуктивність та
швидкість роботи
користувачів
Програмне
забезпечення
• Обсяг програмного коду,
створеного програмістом за
одиницю часу
Програмування

25. 3. Поняття інформації та її
властивості.
Інформація – філософське поняття, яке
слід розуміти як:
Термін походить від латинського informatio
й означає виклад, роз’яснення факту, події.
Відображення реального
світу певною системою

26. Сукупність відомостей та даних

27. Властивості інформації
об’єктивність повнота достовірність
доступність актуальність корисність

28. Повідомлення
Це форма подання
інформації у вигляді
мови, тексту,
зображення, цифрових
даних, графіків, таблиць.

29. Сигнал
Це будь-який процес,
що несе сукупність
відомостей про об’єкт.
від латинського signum – знак

30. Дані
Це інформація,
представлена у
формалізованому вигляді
і призначена для
опрацювання її
технічними засобами,
наприклад, ПК

31. Основні операції опрацювання
даних:
►збір;
►формалізація;
►фільтрація;
►сортування;
►архівація;
►захист;
►транспортування;
►перетворення.

32. 4. Інформаційна система та
інформаційні технології
Система – це сукупність
об'єктів, між якими
налагоджені певні зв'язки.

33. Інформаційна система – це
сукупність інформаційних ресурсів і
технологій їх опрацювання

34. Структура інформаційної системи
Джерело
інформації
Приймання
інформації
Зберігання й
обробка інформації
Виведення
інформації
Споживач
інформації
Апаратна та програмна частини
інформаційної системи
Зворотній зв'язок
• Автоматичні
• Автоматизовані

35. Інформаційні технології
Технологія – це спосіб освоєння
людиною матеріального світу за
допомогою соціально організованої
діяльності, що включає три компоненти:
інформаційну, матеріальну та соціальну

36. Інформаційна технологія – це
технологія збирання, опрацювання та
передачі даних, що грунтується на
використанні обчислювальної техніки
інформаційна матеріальна соціальна

37. Властивості інформаційної
технології
• ДаніПредмет
• Обробка
інформаціїМета
• Програмні та
апаратніЗасоби

38. 5. Кодування даних. Одиниці
вимірювання.
Кодування – це
представлення даних
одного типу через дані
іншого типу

39. Система кодування в інформатиці
Двійковий код – як засіб
кодування даних
Двійкові цифри (біти)
0 1
Біт - binary digit

40. Двійкова арифметика
1703 р. Вільгельм Лейбніц
правила виконання
арифметичних дій над
двійковими числами
Медаль, на якій зображено
співвідношення двійкової і
десяткової системи числення

41. Логічний зміст бітів
Так Ні
1 0

42. Фізичний зміст бітів
1 0

43. Біт
Це найменша порція
інформації, яку
отримують при виборі
між двома подіями.
1 Байт = 8 біт
Біт Біт Біт Біт Біт Біт Біт Біт

44. Одиниці вимірювання
►Кілобайт: 1 Кбайт = 1024 байт = 210
►Мегабайт: 1 Мбайт = 1024 Кбайт = 220
►Гігабайт: 1 Гбайт = 1024 Мбайт = 230
►Терабайт: 1 Тбайт = 1024 Гбайт = 240
►Петабайт: 1 Пбайт = 1024 Тбайт = 250
►Ексабайт: 1 Ебайт = 1024 Пбайт = 260
►Зетабайт: 1 Збайт = 1024 Ебайт = 270
►Йотабайт: 1 Йбайт = 1024 Збайт = 280

45. Обсяг даних
►5 Мб = ? Кб
►51 200 байт = ? Кб
►25 Гб = ? Мб
►259 Гб = ? Тб
►12 Йб = ? Зб

46. Ємність носіїв даних
1,44 Мб
4.7-17.8 ГБ
500 Гб, 750 Гб, 3 Тб, тощо
1-64 ГБ

47. Поняття про системи числення
Система числення – це
алфавіт системи та правила
утворення чисел і дій з ними.
Системи числення є позиційними або
непозиційними.

48. Непозиційні системи числення
Римська система числення
І, ІІ, ІІІ, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X…
VII = 5 + 1 + 1 = 7.
Символи V і I означають 5 і 1 незалежно від
місця їх у числі

49. Непозиційні системи числення
Непозиційною називається така система
числення, в якій кількісний еквівалент
(«вага») цифри не залежить від її
розташування в записі числа

50. Позиційні системи числення
Двійкова 2 0, 1 В ПК
Вісімкова 8 0, 1, 2, 3, 4,
5, 6, 7
В ПК
Шістнадцяткова 16 0, 1, 2, 3, 4,
5, 6, 7, 8, 9,
A B C D E F
В ПК
Десяткова 10 0, 1, 2, 3, 4,
5, 6, 7, 8, 9
В більшості
країн світу
П’ятіркова 5 0, 1, 2, 3, 4 В Китаї

51. Десяткова система числення
3756
3756 = 3*1000 + 7*100 + 5*10 + 6 =
3*103 + 7*102 + 5*101 + 6*100
Позначення десяткового числа:
(3756)10
3 2 1 0

52. Як записати числа?
23
345
8
у вигляді суми степенів
=2*101+3*100
=3*102+4*101 5*100
=8*100
?

53. Двійкова та десяткова системи
числення
Двійкова
► 0
► 1
► 10
► 11
► 100
► 101
► 110
► 111
Десяткова
► 0
► 1
► 2
► 3
► 4
► 5
► 6
► 7

54. Як виглядають цифри?
Десяткова
► 8
► 9
► 10
► 11
► 12
► 13
► 14
► 15
Двійкова
► 1000
► 1001
► 1010
► 1011
► 1100
► 1101
► 1110
► 1111
?

55. Як записати двійкові числа?
110
1110
11
у вигляді суми степенів
=1*22+1*21+0*20 = 6
=1*23+1*22+1*21+0*20=14
= 1*21+1*20 = 3
?

56. Позначення систем числення
►(3756)10
►(1110001)2
►(321)8
►(37А6)16

57. Переведення чисел
у десяткову систему числення
(akak-1…a1a0)p = akpk +
+ ak-1pk-1+ … + a1p + a0
Сума степенів основи

58. З двійкової у десяткову
р=2
(akak-1…a1a0)2=
ak*2k+ak-1*2k-1 + …+a1*2 + a0
Приклади:
► (1)2 = 1* 20 = (1)10
► (101)2 = 1*22 + 0*21 + 1*20 = (5)10
► (110)2 = 1*22 + 1*21 + 0*20 = (6)10

59. З вісімкової у десяткову
р=8
(akak-1…a1a0)8=ak*8k+ak-1*8k-1+
…+a1*8+ a0
Приклади:
►(37)8=3*81 + 7*80 = 24 + 7 = (31)10
►(4321)8=4*83 + 3*82 + 2*8 + 1*80 = (2257)10

60. Переведення чисел із десяткової
системи в іншу
1) Число поділити без остачі на р.
2) Визначити остачу і частку.
3) Якщо частка менша за р, то
виконати пункт 6.
4) Розглянути частку як нове число.
5) Виконати пункти 1, 2, 3.
6) Прочитати результат.

61. Як перевести число у вісімкову
систему?
(125)10

62. Приклад переведення числа з
десяткової системи у вісімкову
125 8
120 15
5
15 8
8 1
7
(175)8

63. Як перевести число у вісімкову
систему?
(69)10

64. З десяткової системи у
вісімкову
69 8
64 8
5
105
8 8
8 1
0

65. Переведення вісімкових чисел у
двійкову систему
► Вісімкове число переводять у двійкову,
використовуючи таблицю кодів:
0 1 2 3 4 5 6 7
000 001 010 011 100 101 110 111

66. З вісімкової у двійкову
(427)8=(100 010 111)2
0 1 2 3 4 5 6 7
000 001 010 011 100 101 110 111

67. Двійкова арифметика
(додавання)
Правила додавання двійкових чисел:
►0+0=0
►1+0=1
►0+1=1
►1+1=10

68. Приклад додавання
+
100110
11011
1000001

69. Додати двійкові числа
1101+110
1100011+1101
11001+1111
10101+1001
111001+100011
10001+111
1100+101
= (10011)
= (1110000)
= (101000)
= (11110)
= (1011100)
= (11000)
= (10001)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

70. Двійкова арифметика
(віднімання)
1 спосіб: аналогічний десятковим числам
Правила віднімання двійкових чисел:
►0-0=0
►1-0=1
►1-1=0
►10-1=1

71. Двійкова арифметика
(віднімання)
2 спосіб:
1) Зрівняти кількість розрядів в першому
та другому числі та змінити значення
позицій від'ємника на протилежні.
2) До отриманого результату додати
двійкову одиницю.
3) Виконати дію додавання.
4) Відкинути старшу одиницю.

72. Приклад
100110 – 11011 = ?
11011=011011=100100
100100+1 = 100101
100110+100101=1001011
1011

73. Відняти двійкові числа
1101-110
1100011-1101
11001-1111
10101-1001
111001-100011
10001-111
1100-101
= (111)
= (1010110)
= (1010)
= (1100)
= (10110)
= (1010)
= (111)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

74. Двійкова арифметика
(множення)
*
100110
101
+
100110
000000
100110
10111110
Правила множення:
►0*0=0
►1*0=0
►0*1=0
►1*1=1

75. Двійкова арифметика
(ділення)
Правила ділення двійкових чисел аналогічно
десятковій
10101 111
111 11
111
111

76. Завдання
►Перевести у двійкову систему числення
рік свого народження.
Перевірити: перевести отримане число з
двійкової системи у десяткову

77. Становлення ІКТ
Інструментарій: перо, чорнильниця,
книга.
Комунікації: переправка листів, пакетів,
депеш.
Основна мета технології:
представлення інформації в потрібній
формі.
1-й етап (до другої половини XIX ст.) -
«Ручна» інформаційна технологія

78. 2-й етап (з кінця XIX ст.) -
«Механічна» технологія
Інструментарій: друкарська
машинка, телефон, диктофон
Основна мета технології:
представлення інформації в потрібній
формі більш зручними засобами

79. 3-й етап (40 - 60-і рр.. XX ст.) -
«Електрична» технологія
Інструментарій: великі ЕОМ і
відповідне ПЗ, електричні друкарські
машинки, ксерокси, портативні
диктофони.
Основна мета технології: форма
представлення інформації не так
важлива як її зміст

80. 4-й етап (з початку 70-х рр..) -
«Електронна» технологія
Інструментарій: великі ЕОМ і створені на
їхній базі автоматизовані системи управління
(АСУ), інформаційно-пошукові системи,
оснащені широким спектром базових і
спеціалізованих програмних комплексів.
Центр ваги технології ще більш зміщується
на формування змістовної сторони
інформації для управлінського середовища
різних сфер суспільного життя, особливо на
організацію аналітичної роботи.

81. 5-й етап (з середини 80-х рр..) -
«Комп'ютерна» («нова») технологія
Інструментарій: ПК із
широким спектром стандартних
програмних продуктів різного
призначення.
Основна мета: персоналізація

82. 6-й етап (тільки встановлюється) -
«мережева технологія»
Глобальне використання в
різних галузях виробництва

83. ІКТ - сукупність різноманітних технологічних
інструментів і ресурсів, які використовуються для
забезпечення процесу комунікації та створення,
поширення, збереження та управління інформацією
Інструментарій: комп’ютери, мережа Інтернет, радіо- та
телепередачі, а також телефонний зв’язок.
Основна мета: адаптація людини до життя в інформаційному
суспільстві

84. Носії інформації
Це середовище або фізичне тіло
для передачі, зберігання і
відтворення інформації
дискети -
5 років
аудіо-,
відеокасети
- 30 років
лазерні диски
(CD, DVD) -
50 років
Флеш-пам’ять
– 100 років папір - 300
років (при
відповідній
реставрації -
ще довше)

85. Перспективи використання інформаційно-
комунікаційних технологій:
забезпечення нової, активної форми фіксації продуктів
інтелектуальної діяльності
доступ до практично необмеженого обсягу потрібної
навчальної і наукової інформації, висока швидкість її
отримання
варіативність способів аналітичного оброблення
виникнення феномену "безпосереднього включення"
особистості в інформаційний простір

86. World Wide Web
Всесві́тня мережа, багатомовне
сховище інформації в
електронному вигляді

87. Етапи розвитку Веб
Web 1.0
(90-і);
Web 2.0;
Web 3.0.
(початок
2008-2009)
Web 4.0

88. Web 1.0 - Диктатура
Дія: Джерело «диктує»,
читач «виконує».
Форма: Інтернет як медіа
(газета, радіо,телебачення)

89. Web 2.0 - Блогерство
►Поява блогерів (війна в Косово)
►Інтернет - це помийна яма
►Культура анонімності у мереж (Ти дивишся в
безодню, безодня дивиться на тебе)
►Не важлива інформація, а важлива
комунікація (соціальні мережі, блоги,
мультимедійні сервіси, дистанційне
навчання, форуми, вебінари, подкасти)

90. Web 3.0 – Ера Фейсбуку
► Пошук за якостями
► Комунікація орієнтується на зміст
► Ні анонімам
► Поєднання профілів, акаунтів
► Інтернет- не помийна яма

91. Web 4.0 – Збагачена
реальність
► Гугл глас
► Смерть паперових видань
► Візуалізація інформації
► Популярними будуть сервіси, які
допомагатимуть користувачеві створювати свій
унікальний медійний образ
► Розвиток штучного інтелекту та робототехніки
(машини зможуть думати, як люди)

92. Функції ІКТ в галузі:
засіб навчання;
автоматизація процесу навчальної діяльності, включення у пізнавальну,
пошукову, дослідницьку, експериментальну роботу, яка дозволяє мобільно
працювати з текстом, графічним, звуковим або відеодокументом, якісно
подавати інформацію, обробляти її, та спілкуватися;
ефективний тренажер, що розвиває пізнавальну і творчу активність,
спонукає приймати власні оригінальні рішення, бачити їх результат,
перевіряти їх правомірність тощо.