Свойства информации. Единицы измерения количества информации

1. Информация. Свойства информации. Единицы измерения количества информации

Базовые понятия

Информация, подходы к определению информации, виды информации, свойства информации; бит, байт, ки-лобайт; вероятностный подход к измерению информа-ции, объемный подход к измерению информации.

Обязательно изложить

Информация относится к фундаментальным, неопреде-ляемым понятиям науки информатика. Тем не менее смысл этого понятия должен быть разъяснен. Предпримем по-пытку рассмотреть это понятие с различных позиций.

Термин информация происходит от латинского слова informatio, что означает сведения, разъяснения, изложение. В настоящее время наука пытается найти общие свойства и закономерности, присущие многогранному понятию информация, но пока это понятие во многом остается интуитивным и получает различные смысловые наполне-ния в различных отраслях человеческой деятельности:

* в быту информацией называют любые данные, све-дения, знания, которые кого-либо интересуют. Напри-мер, сообщение о каких-либо событиях, о чьей-либо деятельности и т.п.;

* в технике под информацией понимают сообще-ния, передаваемые в форме знаков или сигналов (в этом случае есть источник сообщений, получатель (прием-ник) сообщений, канал связи);

* в кибернетике под информацией понимают ту часть знаний, которая используется для ориентирова-ния, активного действия, управления, т.е. в целях со-хранения, совершенствования, развития системы;

* в теории информации под информацией пони-мают сведения об объектах и явлениях окружающей

От редакции. В № 6--9 мы опубликовали материалы для подготовки к экзамену в 9-м классе. Начиная с этого номера бу-дут публиковаться материалы для 11-го класса. При этом мы рас-сматриваем билеты для уровня Б (см. № 5), так как билеты для уровня А являются их подмножеством.

среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся степень неопределенности, не-полноты знаний о них.

Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последователь-ность символических обозначений (букв, цифр, закоди-рованных графических образов и звуков и т.п.), несу-щую смысловую нагрузку и представленную в понят-ном компьютеру виде. Каждый новый символ в такой последовательности символов увеличивает информаци-онный объем сообщения.

Информация может существовать в виде:

* текстов, рисунков, чертежей, фотографий;

* световых или звуковых сигналов;

* радиоволн;

* электрических и нервных импульсов;

* магнитных записей;

* жестов и мимики;

* запахов и вкусовых ощущений;

* хромосом, посредством которых передаются по наследству признаки и свойства организмов;

* и т.д. (приведите примеры других видов существо-вания информации).

Свойства информации (с точки зрения бытового подхода к определению информации):

* релевантность -- способность информации соот-ветствовать нуждам (запросам) потребителя;

* полнота -- свойство информации исчерпывающе (для данного потребителя) характеризовать отображае-мый объект или процесс;

* своевременность -- способность информации со-ответствовать нуждам потребителя в нужный момент времени;

* достоверность -- свойство информации не иметь скрытых ошибок. Достоверная информация со време-нем может стать недостоверной, если устареет и пере-станет отражать истинное положение дел;

* доступность -- свойство информации, характе-ризующее возможность ее получения данным потре-бителем;

* защищенность -- свойство, характеризующее не-возможность несанкционированного использования или изменения информации;

* эргономичность -- свойство, характеризующее удоб-ство формы или объема информации с точки зрения данного потребителя.

1 бит -- минимальная единица измерения информа-ции, при вероятностном подходе к измерению информа-ции, принятом в теории информации, это количество ин-формации, уменьшающее неопределенность знаний в 2 раза.

Связь между единицами измерения информации: ** 1 байт = 8 бит,

* 1 Кб (килобайт) = 2ю (1024) байт = 213 бит;

* 1 Мб (мегабайт) = 210 (1024) Кб = = 2го (1048576) байт = 223 бит;

* 1 Гб (гигабайт) = 210Мб = 220 Кб = 230 байт =

= 233 бит;

* 1 Тб (терабайт) = 210 Гб = 220Мб = 230 Кб = = 240 байт = 243 бит.

При объемном подходе к измерению информации, характерном для компьютерной обработки данных, ин-формативность сообщения определяется количеством символов, его составляющих.

Желательно изложить

Сравнительная характеристика различных подходов к определению термина "информация". Место инфор-мации в системе "вещество, энергия, информация".

Легализация понятия "информация" с точки зрения компьютерной обработки данных разнообразной природы.

Понятие информации в философии.

Примеры, характеризующие свойства информации, определяемой с бытовой точки зрения.

Детализация понятия "бит" с точки зрения вероят-ностного подхода к измерению информации. Философ-ские и математические аспекты. Примеры.

Пример решения задачи с использованием разных единиц измерения информации.

Примечания для учителей

Изучаемый вопрос находится на стыке философии, информатики, математики. Границы принадлежности указанного материала к той или иной науке достаточно условны. Важно донести это до учащихся. Проблемы введения понятия "информация" как фундаментально-го понятия информатики можно сравнить с проблема-ми аксиоматического подхода к изучению стереомет-рии в школьном курсе геометрии.

Чаще всего абстрактные вопросы малоинтересны уча-щимся, вызывают внутреннее отторжение. Поэтому в данной ситуации важен мотивационный момент.

Примечание для учеников

Первая часть вопроса представляется достаточно слож-ной, затрагивает определенные философские проблемы. Необходимо сравнить, как определяется понятие "ин-формация" в различных литературных и учебных ис-точниках,-привлечь дополнительные материалы.

Ссылка на материалы вопроса

"Информатика" № 13, с. 9 -- 11; № 18, с. 19/2002.

2. Основы языка разметки гипертекста (HTML) Базовые понятия

Разметка документа, языки разметки документов, Hyper Text Markup Language, тэг (tag), структура HTML-документа, основные тэги HTML.

Обязательно изложить

Hyper Text Markup Language (HTML) является стан-дартным языком, предназначенным для создания ги-пертекстовых документов в среде Web. HTML-документы могут просматриваться различными типами браузеров (специальными программами, интерпретирующими та-кого рода гипертекстовые документы), наиболее извест-ным из которых является Internet Explorer. В отличие от документов, например текстового процессора Microsoft Word, документы в формате HTML не орга-низованы по принципу WYSIWYG (What You See Is What You Get -- что видишь, то и получишь [при вы-воде на печать или монитор] ). Когда документ создан с использованием HTML, браузер должен интерпретиро-вать HTML для выделения различных элементов доку-мента и первичной их обработки с целью их дальней-шего отображения в виде, задуманном автором.

Большинство документов имеют стандартные элемен-ты, такие, как заголовки, параграфы или списки. Ис-пользуя тэги (команды) HTML, можно обозначать дан-ные элементы, обеспечивая браузеры минимальной ин-формацией для их отображения, сохраняя в целом об-щую структуру и информационную полноту докумен-тов. В большинстве случаев автор документа строго оп-ределяет внешний вид документа. В случае HTML чита-тель (основываясь на возможностях браузера) может в определенной степени управлять внешним видом доку-мента (но не его содержимым). HTML позволяет от-метить, где в документе должен быть заголовок или аб-зац, при помощи тэга HTML, а затем предоставляет браузеру интерпретировать эти тэги.

Общая структура тэга и его содержимого такова: <тэг параметр_1=значение_1 параметр_2=значение_2 ... параметр_К=значение_К>содержимое элемента</тэг>

Любой HTML-документ имеет следующую структуру:

<HTML> <HEAD>

<!-- заголовок документа --> </HEAD> <BODY>

<!-- содержание документа --> </BODY> </HTML>

Заголовок содержит служебную информацию, в част-ности, предназначенную для поисковых систем.

Все тэги, которые предназначены для оформления до-кумента, могут быть условно разделены на несколько групп:

* форматирование;

* верстка таблиц;

* верстка списков;

* формирование гиперссылок;

* вставка изображений.

Тэт верстки, таблиц позволяют формировать и отобра-жать таблицы произвольной сложности. Вообще дизайне-ры довольно часто используют таблицы для оформления страниц, помещая в них меню, текст, рисунки и т.д.

Тэги верстки списков позволяют формировать мар-кированные и нумерованные списки.

Гипертекстовый документ невозможно представить себе без ссылок на другие документы (внутренние или внешние). Ссылки формирует тэг <А>...</А> -с обязательным параметром HREF.

Тэг для отображения рисунков -- <IMG>. Он не имеет закрывающегося тэга и содержит обязательный параметр SRC, значением которого является адрес фай-ла с рисунком {относительный, т.е. на данном сайте, но, например, в другом каталоге, или абсолютный, если рисунок, например изображение счетчика, подгружает-ся с другого сайта).

Современные web-конструкторы и дизайнеры пользу-ются не только HTML, но и рядом его расширений, например, каскадными таблицами стилей (CSS), уп-равляют содержанием страниц средствами программи-рования.

Желательно изложить

Примеры других программных продуктов для раз-метки документов, принцип их действия.

Заголовок HTML-документа и назначение его эле-ментов.

Тэги форматирования текста и примеры их исполь-зования.

Тэги верстки таблиц и примеры их использования.

Тэги верстки списков и примеры их использования.

Графические форматы для web. Правила сохранения изображений для web, требования к изображениям. Па-раметры тэга IMG.

Понятие о CSS, языках программирования для web. Исполнение программ и скриптов на стороне сервера и клиента.

Примечания для учителей

Вопрос билета является в достаточной мере объем-ным, , поэтому наилучшее запоминание и усвоение ма-териала может быть достигнуто хорошей его структу-ризацией.

Следует отметить, что учащиеся, занимавшиеся верст-кой web-страниц без использования визуальных редакторов (Front Page и др.), окажутся в гораздо более выигрышном положении перед учащимися, выполнявшими такого рода работу только с помощью указанных редакторов.

Примечание для учеников

Для успешного освоения материала данного вопроса достаточно сверстать вручную (без использования визу-ального редактора) 2--3 страницы HTML-документов. Это поможет понять смысл и назначение основных тэ-гов HTML.

Использованные источники информации

1. Усенков Д. Уроки web-мастера. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001, 432 с.

2. Мат&риалы вопроса // "Информатика" № 5, с. 13-22, 2003.

3. Практическое задание на поиск информации в глобальной компьютерной сети Интернет

Принципы составления задания

При составлении заданий следует учесть, чтобы ис-комая информация была достаточно доступной, актуальной, представляла познавательный интерес для учащихся. В случае невозможности реального поиска в глобальной сети следует воспользоваться програм-мами -- имитаторами поиска или осуществлять по-иск в локальной сети (Еремин Е.А. Имитатор поиско-вой машины как эффективное средство обучения по-иску информации в Интернете. // "Информатика" №45, с. 15-20, 2001).

Примеры заданий

"Информатика" № 5, с. 13--22, 2003.

БИЛЕТ № 2

I |8 1. Информационные процессы. Хранение, не- i

| § редача и обработка информации. .

g 2. Основы алгоритмического программирования '

I g (типы данных, операторы, функции, процедуры и т.д.). I

|s 3. Основные этапы инсталляции программно- |

!« го обеспечения. Практическое задание. Инстал- I

i у* ляция программы с носителя информации (дис- .

кет, дисков CD-ROM).

1. Информационные процессы. Хранение, передача и обработка информации

Базовые понятия

Информационный процесс, восприятие информации, передача информации, получение информации, обработ-ка информации, хранение информации, информацион-ная деятельность человека

Обязательно изложить

Под информационным, понимают процесс, связанный с определенными операциями над информацией, в ходе которого может измениться содержание информации или форма ее представления. В информатике к таким процессам относят получение, хранение, передачу, об-работку, использование информации.

Получение информации основано на отражении раз-личных свойств объектов, явлений и процессов окружаю-щей среды. В природе такого рода отражение выража-ется в восприятии с помощью органов чувств. Человек пошел дальше по этому пути и создал множество при-боров, которые многократно усиливают природные спо-собности к восприятию.

Человек воспринимает с помощью органов чувств сле-дующую информацию:

* визуальная (восприятие зрительных образов, раз-личение цветов и т.д.) -- с помощью зрения;

* звуковая (восприятие музыки, речи, сигналов, шума и т.д.) -- с помощью слуха;

* обонятельная (восприятие запахов) -- с помощью обоняния;

* вкусовая (восприятие посредством вкусовых рецеп-торов языка) -- с помощью вкуса;

* тактильная (посредством кожного покрова восприя-тие информации о температуре, качестве предметов и т.д.) -- с помощью осязания.

Хранение информации имеет большое значение для многократного использования информации, передачи информации во времени.

Передача информации необходима для того или ино-го ее распространения. Простейшая схема передачи такова:

источник информации -- канал связи -- прием-ник ми данных.

1. Алгоритмическая структура "ветвление". Команда ветвления. Примеры полного и неполного ветвления

Базовые понятия

Алгоритм, ветвление, условие, полное ветвление и неполное ветвление.

Обязательно изложить

При составлении алгоритмов решения разнообраз-ных задач часто бывает необходимо обусловить те или иные предписания, т.е. поставить их выполнение в зависимость от результата, который достигается на определенном шаге исполнения алгоритма. Например, алгоритм нахождения корней квадратного уравнения с помощью компьютера должен содержать проверку знака дискриминанта. Лишь в том случае, когда диск-риминант положителен или равен нулю, можно про-водить вычисление корней. Алгоритм перемещения в заданный пункт по улицам города обязательно дол-жен содержать предписание проверки сигналов свето-форов на пересечениях улиц, поскольку они обуслов-ливают движение на перекрестках. Можно привести еще много примеров подобных ситуаций, которые не имеют решения в рамках структуры "следование". По этой причине в теории алгоритмов наряду со "следо-ванием" предлагается вторая базовая структура, назы-ваемая "ветвление". Эта структура предполагает фор-мулировку и предварительную проверку условий с пос-ледующим выполнением тех или иных действий, реа-лизуя альтернативный выбор.

В словесной форме представления алгоритма "ветв-ление" реализуется в виде команды:

ЕСЛИ <АВ> то <Серия 1> ИНАЧЕ <Серия2>

Здесь <ЛВ> -- это логическое выражение, < Серия 1> -- описание последовательности действий,

которые должны выполняться, когда <ЛВ> прини-мает значение ИСТИНА, < Серия 2> -- описание пос-ледовательности действий, которые должны выпол-няться, когда <ЛВ> принимает значение ЛОЖЬ. Любая из серий может быть пустой. В этом случае ветвление называется неполным. Каждая серия мо-жет, в свою очередь, содержать команду ветвления, что позволяет реализовать не только альтернативный выбор действий.

Если для представления алгоритма используется блок-схема, структура "ветвление" изображается так:

Полное ветвление Неполное ветвление

В языке программирования Turbo Pascal структура ветвления изображается оператором:

IF <ЛВ> THEN <БЛОК1> ELSE <БлОк2>;

Здесь <Бл<ж1> и <Блок2> -- последовательности операторов языка Turbo Pascal, заключенные в опера-торные скобки BEGIN . . END.

Рассмотрим пример использования структуры "вет-вление". Одной из типичных задач информатики яв-ляется задача сортировки: упорядочения по возраста-нию или убыванию величин порядкового типа. Соста-вим алгоритм и программу сортировки списка из двух фамилий, используя неполное ветвление.

Алгоритм

/ *'Y /

i Г

Конец

2004 № 17 ИНФОРМАТИКА

Программа

PROGRAM SORT;

VAR X,Y,C: STRING;

BEGIN

WRITELN (-'Введи две фамилии'); READLN(X,Y); IF X > Y THEN BEGIN

С := X; X := Y; Y := С END;

WRITELN('После сортировки'); WRITELN (X); WRITELN (Y) END.

Рассмотрим теперь в качестве примера использова-ния полного ветвления алгоритм и программу вычис-ления отношения двух чисел с блокировкой деления на ноль и выводом соответствующего сообщения на экран монитора.

Алгоритм

Программа

PROGRAM REL; VAR А,В,С: REAL; BEGIN

WRITELN('Введи 2 числа'); READLN(А,В); IF В О О THEN

BEGIN

С := А/В; WRITELN('С = ',С) END ELSE

WRITELN('ДЕЛЕНИЕ HA 0') END.

Ссылка на материалы вопроса

1. Угринович Н. Информатика и информационные технологии. Учебное пособие для 10--11-х классов. Углубленный курс. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2000, 440 с.

2. Семакин И., Залогова А., Русаков С., Шестакова Л. Базовый курс для 7--9-х классов. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001, 384 с.

2. Двоичное кодирование текстовой информации. Различные кодировки кириллицы

Базовые понятия

Код, кодирование, двоичное кодирование, символ, код символа, кодировочная таблица.

Обязательно изложить

Если каждому символу какого-либо алфавита сопос-тавить определенное целое число, то с помощью дво-ичного кода можно кодировать и текстовую информа-цию. Для хранения двоичного кода одного символа может быть выделен 1 байт = 8 бит. Учитывая, что каждый бит принимает значение 0 или 1, количество их возможных сочетаний в байте равно 28 = 256. Зна-чит, с помощью 1 байта можно получить 256 разных двоичных кодовых комбинаций и отобразить с их по-мощью 256 различных символов. Такое количество символов вполне достаточно для представления тек-стовой информации, включая прописные и заглавные буквы русского и латинского алфавита, цифры, знаки, псевдографические символы и т.д. Кодирование зак-лючается в том, что каждому символу ставится в соот-ветствие уникальный десятичный код от 0 до 255 или соответствующий ему двоичный код от 00000000 до 11111111. Таким образом, человек различает символы по их начертанию, а компьютер -- по их коду. Важ-но, что присвоение символу конкретного кода -- это вопрос соглашения, которое фиксируется в кодовой таблице. Кодирование текстовой информации с помо-щью байтов опирается на несколько различных стан-дартов, но первоосновой для всех стал стандарт ASCII (American Standard Code for Information Interchange), разработанный в США в Национальном институте ANSI (American National Standards Institute). В систе-ме ASCII закреплены две таблицы кодирования -- базовая и расширенная. Базовая таблица закрепляет значения кодов от 0 до 127, а расширенная относится к символам с номерами от 128 до 255. Первые 33 кода (с 0 до 32) соответствуют не символам, а опера-циям (перевод строки, ввод пробела и т.д.). Коды с 33-го по 127-й являются интернациональными и со-ответствуют символам латинского алфавита, цифрам, знакам арифметических операций и знакам препина-ния. Коды с 128-го по 255-й являются национальны-ми, т.е. в национальных кодировках одному и тому же коду соответствуют различные символы.

В языках, использующих кириллический алфавит, в том числе русском, пришлось полностью менять вто-рую половину таблицы ASCII, приспосабливая ее под кириллический алфавит. В частности, для представле-ния символов кириллицы используется так называе-мая "альтернативная кодировка".

В настоящее время существует несколько различ-ных кодовых таблиц для русских букв (КОИ-8,

2004 № 17 ИНФОРМАТИКА

СР-1251, СР-866, Mac, ISO), поэтому тексты, создан-ные в одной кодировке, могут неправильно отобра-жаться в другой.

После появления ОС Windows от фирмы Microsoft выяснилось, что альтернативная кодировка по некото-рым причинам для нее не подходит. Передвинув рус-ские буквы в таблице (появилась возможность -- ведь псевдографика в Windows не требуется), получили кодировку Windows 1251 (Win-1251).

В настоящее время все большее число программ начинает поддерживать шестнадцатибитовый стандарт Unicode, который позволяет кодировать практически все языки и диалекты жителей Земли в силу того, что кодировка включает в себя 65 536 различных двоич-ных кодов.

Международная организация по стандартизации (International Organization for Standardization, или IOS) разработала свой код, способный соперничать с Unicode. Здесь для кодирования символов использует-ся комбинация из 32 бит.

Желательно изложить

Кодирование и шифрование текста -- исторический подход.

Перевод текста из одной кодировки в другую.

Ссылка на материалы вопроса

"Информатика" № 12, 2003, с. 3 -- 5.

3. Практическое задание. Формирование запроса на поиск данных в среде системы управления базами данных

Принципы составления задания

Для организации запросов нужно предложить гото-вую базу данных, не требуя ее заполнения. Запросов должно быть несколько', причем их можно дифферен-цировать по сложности для отметок "удовлетворитель-но', "хорошо", "отлично".

Учащиеся должны продемонстрировать умение соз-давать как простые запросы, так и с использованием логических операций и некоторых простейших функ-ций изучаемой СУБД.

Примеры заданий

В качестве вариантов заданий можно использовать материалы задачника-практикума "Информатика. За-дачник-практикум в 2 т." / Под ред. И.Г. Семакина, Е.К. Хеннера. Т. 1, 2. М.: Лаборатория Базовых Зна-ний, 1999.

Примеры запросов можно посмотреть в статье: Брыз-галов Е.В., Шестаков А.П. Уроки по Access // Инфор-матика и образование № 7, 2000, с. 18--29.

Ссылка на материалы

"Информатика" № 16, 2002, с. 13--22.

БИЛЕТ № 16

1. Алгоритмическая структура "цикл". Циклы со I счетчиком и циклы по условию

I 2. Двоичное кодирование графической информа- I относятся к программному обеспечению общего назначения, они предназначены для создания, редактирования, форма-тирования, сохранения во внешней памяти и печати текстовых документов. Обычно текстовыми редакто-рами принято называть программы, выполняющие про-стейшие операции по редактированию текста, а про-цессорами -- программы, обладающие расширенны-ми по сравнению с редакторами средствами для ком-пьютерной обработки текста. Современные текстовые процессоры по своим функциональным возможностям приближаются к издательским системам -- пакетам программ, предназначенным для верстки газет, жур-налов, книг.

Основные функции текстовых процессоров:

* создание документов;

* редактирование;

* сохранение документов во внешней памяти (на дисках) и чтение из внешней памяти в оперативную;

* форматирование документов;

* печать документов;

* составление оглавлений и указателей в документе;

* создание и форматирование таблиц;

* внедрение в документ рисунков, формул и др.;

* проверка пунктуации и орфографии.

Основными элементами текстового документа яв-ляются: символ, слово, строка, предложение, абзац, страница, документ.

Обычно текстовые процессоры предусматривают две основные операции изменения формата доку-мента:

* форматирование произвольной последовательности символов (от одного до любого количества, чаще всего эта последовательность предварительно выделяется);

* форматирование абзацев.

При форматировании символов можно изменить:

* шрифт;

* начертание шрифта (полужирный, курсив, под-черкнутый);

* размер шрифта;

* межсимвольный интервал;

* применить к символам эффекты (нижний, верх-ний индекс, малые строчные буквы и т.д.).

При форматировании символов можно изменить:

* способ выравнивания строк абзаца (влево, впра-во, по центру, по ширине);

* отступ в красной строке абзаца;

* ширину и положение абзаца на странице;

* межстрочное расстояние (интерлиньяж) и рас-стояние между соседними абзацами;

* создать специальные абзацы (маркированные или нумерованные списки и т.д.).

Наиболее распространенные форматы текстовых файлов: текстовый, Rich Text Format, текст DOS, до-кумент Word, документ HTML.

Настольные компьютерные издательские системы широко используются в различных сферах производ-ства, бизнеса, политики, науки, культуры, образова-ния и др. С их помощью верстаются бюллетени, рек-ламные проспекты, газеты, книги и др.

Настольные издательские системы представляют собой комплекс аппаратных и программных средств, предназначенных для компьютерного набора, верст-ки и издания текстовых и иллюстративных материа-лов. Отметим, что с аппаратной точки зрения про-фессиональная работа с издательской системой тре-бует прежде всего монитора с достаточно большой диагональю (19--25"), производительного видеоадап-тера с достаточным объемом видеопамяти (порядка 256 Мб -- 1 Гб), производительного процессора и объемного жесткого диска. Это связано с тем, что макет чаще всего содержит немало иллюстраций вы-сокого качества, что и требует использования приве-денных выше ресурсов.

Назовем некоторые издательские системы: Express Publisher, Illustrator for Windows, Ventura Publisher, PageMaker, TeX (LaTeX) и др. Первые системы обще-го назначения, последняя предназначена прежде всего для верстки текста с преобладанием математических формул и используется многими научными физико-математическими журналами.

Для обработки изображений с целью внедрения их в текст, сверстанный в издательской системе, приме-няют такие графические пакеты, как CorelDraw, Adobe PhotoShop, и др.

Издательские системы реализованы практически для всех платформ и самых разнообразных операционных систем.

Желательно изложить

Правила компьютерного набора и оформления текстов.

Отличительные черты текстовых процессоров в раз-ных операционных системах.

Дополнительные возможности текстовых процессо-ров как настольных издательских систем.

Кодирование текстовой информации. Кодировочные таблицы. Кодировки кириллицы.

Сканирование и распознавание текстовой инфор-мации.

Ссылка на материалы вопроса

"Информатика" № 14, 2003, с. 3 -- 8.

2. Алгоритмическая структура "выбор" Базовые понятия

Оператор выбора (оператор множественного ветв-ления).

Обязательно изложить

Кроме условного оператора, в качестве управляю-щей структуры довольно часто используется опера-тор выбора. Эта алгоритмическая структура позво-ляет переходить на одну из ветвей в зависимости от значения заданного выражения (селектора выбора). Ее особенность состоит в том, что выбор выполняе-мых операторов здесь осуществляется не в зависимо-сти от истинности или ложности логического выра-жения, а является вычислимым. Оператор выбора позволяет заменить несколько условных операторов (в силу этого его еще называют оператором, множе-ственного ветвления).

В алгоритмической структуре "выбор" вычисля-ется выражение /с и выбирается ветвь, значение метки которой совпадает со значением k. После выполне-ния выбранной ветви происходит выход из конст-рукции выбрра (в СН--К в отличие от Turbo Pascal, такой выход не осуществляется, а продолжают вы-полняться последующие операторы, поэтому для при-нудительного завершения оператора выбора приме-нятся оператор break). Если в последовательности нет метки со значением, равным значению выраже-ния /с, то управление передается внешнему операто-ру, следующему за конструкцией выбора (это про-исходит в случае отсутствия альтернативы выбора; если она есть, то выполняется следующий за ней оператор, а уже затем управление передается внеш-нему оператору).

Запись оператора выбора: Turbo Pascal

case k of

Al : серия 1; A2 : серия 2;

AN : серия N; else серия N + 1 end;

C++

switch (k)

{case Al :

case A2 :

серия 1; break; серия 2; break;

case AN : серия N; break; default: серия N + 1;}

Любая из указанных серий операторов может со-стоять как из единственного оператора, так и не-скольких (в этом случае, как обычно, операторы, от-носящиеся к одной метке, должны быть заключены в операторные скобки begin, .end -- в Turbo Pascal и {..} -в C++).

Выражение /с здесь может быть любого порядково-го типа (напомним, что к таким типам в языке Pascal относятся все целые типы, boolean, char, перечисля-емый тип, диапазонный тип, базирующийся на любом из указанных выше типов).

Привести примеры задач с использованием опера-тора выбора.

Желательно изложить

Сравнительная характеристика условного операто-ра и оператора выбора.

Примечание для учителей

При изучении темы необходимо показать, какие преимущества имеет данный оператор перед услов-ным, выявить ситуации, когда его целесообразно ис-пользовать.

Ссылка на материалы вопроса

1. "Информатика" № 14, 2003, с. 3 -- 8.

2. http://comp-science.narod.ru/Progr/UsljCase.htm.

3. Перевод десятичных чисел в двоичную, восьмеричную, шестнадцатеричную системы счисления.

Теоретический материал к этой задаче содержится в билете № 13, вопрос 2. Примеры перевода с под-робными пояснениями и варианты заданий можно найти на сайте http:\comp-science.narod.ru\ Progr\Syst_Sch.html и в газете "Информатика" № 19, 2002, с. 5--7.

БИЛЕТ № 19

Программные средства и технологии обработки |

| числовой информации (электронные калькуляторы I

| и электронные таблицы). Назначение и принципы i

I работы

2. Событийное объектно-ориентированное про- ,

граммирование. Событийные и общие процедуры.

3. Компьютерные вирусы. Практическое зада- '

I ние. Исследование дискет на наличие вируса с по- I

I мощью антивирусной программы.

1. Программные средства и технологии обработки числовой информации (электронные калькуляторы и электронные таблицы). Назначение и принцип работы

Примечания для учителей

Сегодня хочется начать именно с примечаний, по-скольку у автора текста этого ответа есть серьезные сомнения по поводу того, что именно надо рассказы-вать по данному вопросу. Следовательно, и содержи-мое остальных разделов будет существенным образом зависеть от того, что написано в примечании.

Согласно тексту вопроса, от нас требуется расска-зать о двух технологиях обработки числовой информа-ции на компьютере -- на калькуляторе и с помощью электронной таблицы (обращаю ваше внимание на тот факт, что в тексте не содержится ни малейшего намека на существование других технологий даже с помощью традиционного "и т.д."). Подобная поста-новка вопроса мне кажется неудачной как минимум по следующим причинам.

Существуют другие программные средства и тех-нологии, причем не менее эффективные, чем элект-ронные таблицы, позволяющие обрабатывать число-вую информацию на современном компьютере. Тезис об электронной таблице Excel как о вершине обработ-ки числовых данных по крайней мере неубедителен.

Стандартные учебники не обсуждают сформули-рованный вопрос в явном виде. Включать подобного типа вопросы в билеты некорректно как по отноше-нию к ученикам, так и к учителям (откуда им взять информацию для объяснения?!).

Ответ на данный вопрос без литературы с помо-щью самостоятельных рассуждений затруднителен. Например, я честно скажу, что не готов описать прин-цип работы программы-калькулятора в Windows, если только под принципом не понимается описание спо-соба набора чисел и порядка манипуляций при выпол-нении на нем арифметических действий1.

1 Словами "принцип работы программы" обычно принято обо-значать описание внутренней логики устройства программы и методы, которыми она обрабатывает информацию; хотя, конечно, практические приемы использования можно назвать ' принципа-ми работы с программой (знать бы, что именно авторы вопроса имели в виду...).

Итак, как можно поступить в данной ситуации? Возможно несколько путей.

1. Принять максимально простое толкование сфор-мулированного вопроса: есть примитивный калькуля-тор, позволяющий выполнить небольшой объем вы-числений, и есть электронные таблицы, которые дают возможность обработки большого количества чисел по одинаковым формулам.

2. Воспользоваться допустимым правом учителя в разумных пределах варьировать формулировку вопро-са и, убрав упоминание о калькуляторах, оставить тра-диционный и понятный вопрос об электронных таб-лицах как технологии обработки числовой информа-ции, их назначении и принципах работы.

3. Рассмотреть вопрос "в полной постановке", т.е. обсудить основные технологии обработки числовой информации и место электронных таблиц среди них. Материалы можно взять из предыдущей публикации (см. ссылку в конце вопроса).

Примечание. Как довольно отчетливо показала дискуссия о новом стандарте школьного, курса информатики, опубликован-ная недавно в газете, те, кто формулирует стратегические доку-менты по содержанию курса, не особенно стремятся учитывать возможности и мнения учителей, которые эти документы воп-лощают в жизнь. По-моему, данный вопрос билета является одним из примеров такою сорта (будет и еще один подобный вопрос в билете 25). К счастью, в случае, когда формулировка отдельного вопроса билета из-за некоторой двусмысленности или непродуманности недостаточно ясна, учителя имеют возмож-ность внести некоторые уточнения, которые сделают вопрос более понятным и подходящим для реальных учеников.

Базовые понятия

Технологии обработки числовой информации на современном компьютере. Электронные таблицы.

Обязательно изложить

ЭВМ была создана для обработки числовой информа-ции. Более чем полувековое совершенствование вычисли-тельной техники многократно увеличило ее возможности.

Бытующее мнение о том, что "умная" машина спо-собна правильно выполнить любые вычисления и сде-лать это с абсолютной точностью, не всегда оказывает-ся верным. Нежелание (а порой и неумение) учиты-вать применимость тех или иных методов к решаемой задаче и тем более их оптимальность, оценить досто-верность полученных результатов на практике может приводить к конфузам. Например, о том, сколько зна-ков в выданном компьютером ответе являются досто-верными, задумываются немногие: "машина не может ошибаться!" -- единодушно (и в чем-то даже правиль-но) в один голос заявляют и школьник, и бухгалтер, и экономист, добросовестно используя все выведенные на экран цифры числа. Тем не менее установить количе-ство отображаемых знаков после запятой в современ-ной электронной таблице несоизмеримо проще, чем понять, сколько именно нужно их оставить.

Вывод очевиден: гигантский рост возможностей компьютеров в обработке числовой информации ни в коем случае не отменяет, а в некоторых случаях даже усиливает важность осознанного выбора подходящих методов и технологий решения тех или иных возникаю-щих на практике вычислительных задач.

Современное программное обеспечение, имеющее своей целью реализацию на компьютере всевозможных расчетов, необычайно разнообразно. Для организации вычислений с помощью ЭВМ существует большое коли-чество программ, которые различаются идеологией по-строения, набором возможностей, степенью автомати-зации расчетов, трудозатратами на организацию вычис-лительного процесса, а также возможностями представ-ления результатов (например, в графическом виде). Ко-нечно, круг программных средств и технологий обработ-ки, числовой информации не ограничивается калькулято-рами и электронными таблицами. Любой школьник знает, что вычислительные задачи можно эффективно решать с помощью языков программирования. Некоторые даже имели опыт работы с системами аналитических преоб-разований математических выражений (Maple, Mathematica или им подобными), которые могут, преж-де чем подставлять конкретные числовые значения, ре-шить задачу в общем виде; часто полученных формул уже без всяких дополнительных расчетов бывает доста-точно, чтобы понять результаты задачи.

Выбираемое для вычислений программное обеспе-чение должно соответствовать уровню их сложности (вспомните, например, пословицу о стрельбе из пуш-ки по воробьям).

Однократные вычисления по 1--2 небольшим фор-мулам быстрее и проще всего выполнить, запустив программу-калькулятор. Отметим, что данный подход эффективен именно при небольших объемах вычисле-ний и когда не требуется их многократное повторе-ние; в противном случае возрастает вероятность оши-бок и становится оправданным применение более слож-ного программного обеспечения.