Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Bevezetés az informatikába 1. előadás Farkas János KE GTK Informatika Tanszék.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Bevezetés az informatikába 1. előadás Farkas János KE GTK Informatika Tanszék."— Előadás másolata:

1

2 Bevezetés az informatikába 1. előadás Farkas János KE GTK Informatika Tanszék

3 Bevezetés az informatikába – 1. előadás3 / 35 Elérhetőség Farkas János egyetemi adjunktus Informatika Tanszék Tel: , Tel: , Fogadóóra:hétfő között szerda 13:30-14:30 között Szerver:http://matinf.gtk.u-kaposvar.hu Szerver: Megosztás menüpontfarkas1évf Megosztás menüpont farkas 1évf

4 Bevezetés az informatikába – 1. előadás4 / 35 Elmélet: Vizsgaidőszakban írásbeli vizsga (teszt, kifejtő kérdés) Gyakorlat: Szorgalmi időszak utolsó hetében gyakorlati vizsga Érdemjegy: Ha mindegyik rész sikeres, akkor kb % arányban (előadás + gyakorlat) Értékelés

5 Bevezetés az informatikába – 1. előadás5 / 35 Irodalom  Weblapon megtalálható  Előadások anyaga előadás után felkerül a weblapra  Interneten található anyagok

6 Bevezetés az informatikába – 1. előadás6 / 35 Fő témakörök  Definíciók (Számítástechnika, kibernetika, adat, információ, kommunikáció)  Az információ mérése és tárolása (Hartley -elv, Shannon -elv, entrópia, redundancia, információ továbbítás, kódolás, hibajavítás)  Számítógép alapismeretek (Neumann-elvek, blokkstruktúra,számrendszerek, számítógép generációk)  Számítógép alapismeretek (Neumann-elvek, blokkstruktúra, számrendszerek, számítógép generációk)  Számítógép hardver (alaplap, processzor, központi memória, mágneses tárolók, optikai tárolók, képmegjelenítő eszközök, nyomtatók és rajzgép, lapolvasó, digitális fényképezőgépek és kamerák, hangkártya, egyéb eszközök)  Számítógép szoftver (operációs rendszer, programfejlesztés)  Adatkezelés (adatbázisok, relációs adatbázis)  Számítógép hálózatok és szolgáltatások (hálózatok csoportosítása, átviteli közegek, hálózati eszközök, hálózati szolgáltatások [file szerver, print szerver, címtár], Internet és szolgáltatásai [ , ftp, telnet, www, keresés])  Informatika az agrárvertikumban

7 Bevezetés az informatikába – 1. előadás7 / 35 Definíciók (1) SZÁMÍTÁSTECHNIKA (Automatic Data Processing, Computer Science and Engineering) A tudománynak és technikának azon ága, amely az automatikus információkezelés módszereivel és eszközeivel foglalkozik. INFORMATIKA (Informatics, Information Technology) A tudománynak és a technikának azon ága, amely az információfeldolgozással (műveletek végzése adatokon) foglalkozik.

8 Bevezetés az informatikába – 1. előadás8 / 35 Definíciók (2) KIBERNETIKA(Cybernetics) A gépekben, élő szervezetekben és a társadalomban megvalósuló irányítás és kommunikáció általános törvényszerűségeinek tudománya. Kutatja az organikus és gépi folyamatok közötti analógiát. Az általános használatban az elektronikus számítógépek és egyéb, az elektronikát felhasználó bonyolult automatikus berendezések építésével, tökéletesítésével és gyakorlati alkalmazásával foglalkozó tudományág, amely egységesen tárgyalja az élő szervezetekben és gépekben végbemenő hírközlést és irányítást.

9 Bevezetés az informatikába – 1. előadás9 / 35 Definíciók (3) ADAT (Data) Tények, fogalmak, eligazítások olyan formalizált reprezentációja (ábrázolása, megjelenítése, tükörképe), amely alkalmas az emberi vagy automatikus eszközök által történő kommunikációra, értelmezésre vagy feldolgozásra. INFORMÁCIÓ (Information) Új ismeretté értelmezett adat KOMMUNIKÁCIÓ Ismeretek cseréje

10 Bevezetés az informatikába – 1. előadás10 / 35 x x x x mértékegység mérőszám Tények, jelenségek ADAT INFORMÁCIÓ TUDÁS x INFORMÁCIÓ TUDÁS DÖNTÉS CSELEKVÉS újdonság hír előzetes ismeretek vezetői környezet Döntéshozatali folyamat informatikája a rendszer elemeinek vagy struktúrájának megváltoztatása

11 Bevezetés az informatikába – 1. előadás11 / 35 INFORMÁCIÓ MÉRÉSE ÉS TÁROLÁSA

12 Bevezetés az informatikába – 1. előadás12 / 35 Vezérlés és szabályozás VEZÉRLÉ S SZABÁLYOZÁS bemenet kimenet Nyitott hatásláncú rendszer Zárt hatásláncú rendszer Be visszacsatolás szabályozó Automatizálás Ki (közlekedési lámpa) szabályozott rendszer

13 Bevezetés az informatikába – 1. előadás13 / 35 Megjelenési formája kód Jellemzői: optimális kódolás információtartalom mértékegysége az információmennyiség az információ kifejezéséhez szükséges jelek száma egysége a bit (binary digit) Jellemző adatok összessége Információ

14 Bevezetés az informatikába – 1. előadás14 / 35 Hartley – elv (1) Legyen n darab különböző szimbólum, amelyekből különböző üzeneteket állítunk elő a b x k e Üzenetek jellemzői:  mindegyik ugyanazon szimbólumkészletből való  különböző szimbólumokat tartalmazhatnak  különböző számú szimbólumokat tartalmazhatnak  ugyanazon szimbólumokat, de különböző sorrendben tartalmazhatnak (pl. MÓRA, RÓMA)  mindegyik szimbólum hírbe történő kiválasztásának valószínűsége azonos !!!  nem veszi figyelembe a csatorna zajossága miatt keletkező bizonytalanságot !!!

15 Bevezetés az informatikába – 1. előadás15 / 35  Legyen az üzenet m hosszú  Ekkor a lehetséges üzenetek száma:  Ez azt jelenti, hogy a hír információtartalma a hír hosszával exponenciálisan nő  Jobb lenne, ha a növekedés lineáris lenne, ez logaritmussal elérhető, így Az információmérték értéke függ a logaritmus alapszámától Hartley – elv (2) Hartley formula (1928)

16 Bevezetés az informatikába – 1. előadás16 / Legyen 2 darab különböző szimbólum, amelyekből 1 szimbólumot kiválasztunk Ezt 1 bit-nek nevezzük (Tukay után) Hartley – elv (3) Ha kettes alapú (bináris) számrendszert választunk, akkor Ez a legkisebb információs értékkel rendelkező hír

17 Bevezetés az informatikába – 1. előadás17 / 35 Hartley – elv (Példák)  az angol ábécé 27 karakterből (26 betű + szóköz) áll egy betűjének kiválasztása kb. információt jelent  egy hétjegyű telefonszám információ értéke kb.  ötös lottónál az elsőre kihúzott szám információ értéke kb.

18 Bevezetés az informatikába – 1. előadás18 / 35 Shannon – elv (1) a b x k e  1948 – Shannon (Hartley - elv módosítása) Az információmennyiség nem a jelek számával, hanem előfordulási valószínűségükkel arányos Legyen n darab különböző szimbólum, amelyekből különböző üzeneteket állítunk elő Az egyes szimbólumokhoz tartozó előfordulási valószínűségek legyenek rendre: Ekkor a k. szimbólumhoz (jelhez), mint eredményhez tartozó egyedi információ:

19 Bevezetés az informatikába – 1. előadás19 / 35 Shannon – elv (2)  Azért negatív a logaritmus, mert p törtszám, így eredményül pozitív számot kapunk  Ha a logaritmus alapszámának 2 -t választunk, akkor I egysége a bit (binary digit), ami két egyenlően valószínű esemény egyikének kiválasztásához tartozó információ- mennyiség ( ). Másképp fogalmazva: két egyenlő valószínűségű esemény közötti választás 1 egység - nyi információt tartalmaz.  Ha 2 N számú, egyenlően valószínű eseményünk van, akkor bármely esemény kiválasztásával kapott információtartalom:

20 Bevezetés az informatikába – 1. előadás20 / 35 Shannon – elv (3)  A függvényhez tartozó ábra I[bit] p  Jól látható, hogy nagyobb p -hez kisebb információ- tartalom tartozik és viszont

21 Bevezetés az informatikába – 1. előadás21 / 35 Shannon – entrópia (1)  Átlagos információtartalom - entrópia a bx k e Legyen n darab különböző szimbólum, amelyekből különböző üzeneteket állítunk elő Az egyes szimbólumokhoz tartozó előfordulási valószínűségek legyenek rendre: Ekkor az információ mértékét az átlagos információtartalom vagy entrópia adja meg: Shannon formula

22 Bevezetés az informatikába – 1. előadás22 / 35 Shannon – entrópia (2)  Speciális esetek egy választás biztosan bekövetkezik, ekkor  egy választás biztosan bekövetkezik, ekkor  maximális entrópia Ha mindegyik választás valószínűsége azonos, akkor a közlés a legnagyobb bizonytalanságot szünteti meg. Ekkor az átlagos információtartalom (entrópia) azonos az egyetlen választás esetével. Ha, akkor az információközlés redundáns ! Ha H < H max, akkor az információközlés redundáns ! A közlés entrópiája H = 0, mert az 1. esemény biztosan bekövetkezik, így információtartalma nincs

23 Bevezetés az informatikába – 1. előadás23 / 35 Shannon – Példák (1)  Legyen két jelünk, amelyek előfordulási valószínűsége egyenlő, azaz. Ekkor  Legyen két jelünk, amelyek előfordulási valószínűségei különbözők:. Ekkor

24 Bevezetés az informatikába – 1. előadás24 / 35 Shannon – Példák (2)  Vegyünk egy normál kockát. Ekkor  Vegyünk egy „cinkelt” kockát. Legyenek az egyes számokhoz tartozó valószínűségek:

25 Bevezetés az informatikába – 1. előadás25 / 35 Redundancia (1) A teljes információközlés azon hányada, amely az nélkül elhagyható információtartalom csökkenése nélkül elhagyható r = H max - H H max Lehetőséget nyújt a hibák felfedezésére, esetleg javítására Lehet káros is ! H max  maximális entrópia H  tényleges entrópia

26 Bevezetés az informatikába – 1. előadás26 / 35 Redundancia (2) Előnyei: R edundáns  Megbízhatóvá teszi az átvitelt  Biztosítja az átvitel során előforduló hibák felfedezését, értékelését, javítását  (pl: személyi szám, CRC, ECC, RAID)  Zajok hatásának csökkentésére is jól használható

27 Bevezetés az informatikába – 1. előadás27 / 35 Példa a redundanciára (1)  ez azt jelenti, hogy ha a szövegben mindegyik karakter, illetve a szóköz azonos gyakorisággal fordulna elő, akkor ennyi bit lenne egy karakter információtartalma  ekkor az összes lehetséges betűösszetétel előfordulna, redundancia nem lenne, így bármely betű kiesése esetén lehetetlen lenne azt kitalálni, mert a hiányzó betű egyforma valószínűséggel lehetne bármelyik karakter vagy a szóköz  megvizsgálták az angol írott szöveget redundancia szempontjából  az angol ábécé 27 karakterből (26 betű + szóköz) áll  így a maximális entrópiája (átlagos információtartalma):

28 Bevezetés az informatikába – 1. előadás28 / 35 Példa a redundanciára (2)  a szöveg betűi között van statisztikus összefüggés  ez azt jelenti, hogy a betűk előfordulásának valószínűsége függ a szövegkörnyezettől, hogy előzőleg milyen betűk jelentek meg  8 betűig megvizsgálva a statisztikus összefüggéseket, az írott szöveg entrópiája: 2.35 bit/karakter  a nyelvet jól ismerő még több statisztikus összefüggést ismer, tovább csökken az entrópia  Shannon becslése szerint az angol szöveg tényleges entrópiája: H = 1.50 bit/karakter

29 Bevezetés az informatikába – 1. előadás29 / 35 Példa a redundanciára (3)  így a redundancia:  ez azt jelenti, hogy az angol írott szövegben a karakterek 69 % -a redundáns, azaz felesleges, érdemi információt nem ad  ez lehetőséget ad a hiányzó betűk kitalálására a redundancia adta lehetőségen belül Ezt a lehetőséget azért nem célszerű a nyelv tanulásakor maximálisan kihasználni !!!

30 Bevezetés az informatikába – 1. előadás30 / 35 Példa a redundanciára (4)  lottóhúzásnál a kihúzott számok között nincs semmiféle statisztikus kapcsolat, korreláció  ezért a lottóhúzás eredménye teljesen redundancia mentes, a redundancia zérus  ez azt jelenti, hogy a rosszul nyomtatott, rosszul hallott vagy hiányzó számot (számjegyet) nem tudjuk kitalálni G ha ilyen esetekben szükséges az előforduló hibák felismerése, javítása, akkor az információközlésbe redundanciát kell bevinni

31 Bevezetés az informatikába – 1. előadás31 / 35 HÍRKÖZLÉS

32 Bevezetés az informatikába – 1. előadás32 / 35 Információ továbbítás (átvitel) sémája ZAJ Információforrás Információfogadó KódolóDekódoló Adó Vevő Mindaz, ami az információt hordozó jeltől eltér akusztikusmechanikaielektromos Kapacitása: az átviteli sebesség felső határa Csa-torna

33 Bevezetés az informatikába – 1. előadás33 / 35 Kódolás A kódot jellemző leképezés alkalmazása az információ két megjelenési formája között. Célja szerint: (redundancia bevitele a kódszóba, vagy  előkódolás (redundancia bevitele a kódszóba, vagy kedvezőbb frekvencia összetétel elérése - kedvezőbb frekvencia összetétel elérése - hibavédelem) hibavédelem) (amplitúdó, frekvencia)  moduláció (amplitúdó, frekvencia)  demoduláció (kódelem készlet növelése vagy csökkentése,  kódváltás (kódelem készlet növelése vagy csökkentése, a kódszavakban lévő redundancia növelése a kódszavakban lévő redundancia növelése vagy csökkentése) vagy csökkentése)

34 Bevezetés az informatikába – 1. előadás34 / 35 Hibajavítás hibák teljes kiküszöbölése Célja: hibák teljes kiküszöbölése helyes adatok visszaállítása a hibás, helyes adatok visszaállítása a hibás, zavaros jelekből ott, ahol nincs lehetőség a Alkalmazása: ott, ahol nincs lehetőség a visszacsatolásos hibavédelemre visszacsatolásos hibavédelemre olyan kódolás használata, amely Módszer: olyan kódolás használata, amely elegendő redundanciát tartalmaz elegendő redundanciát tartalmaz

35 Bevezetés az informatikába – 1. előadás35 / 35 Köszönöm a figyelmet!


Letölteni ppt "Bevezetés az informatikába 1. előadás Farkas János KE GTK Informatika Tanszék."

Hasonló előadás


Google Hirdetések