إضافة منطقية. أبسط العمليات المنطقية في علوم الكمبيوتر. طريقة رسم فيتش

خصائص العمليات المنطقية

1. التسميات

1.1. تدوين الروابط المنطقية (العمليات):

أ) النفي(الانعكاس، المنطقي NOT) يُشار إليه بـ ¬ (على سبيل المثال، ¬A)؛

ب) اِقتِران(الضرب المنطقي، المنطقي AND) يُشار إليه بالرمز /\
(على سبيل المثال، A /\ B) أو & (على سبيل المثال، A & B)؛

ج) انفصال(الإضافة المنطقية، المنطقية OR) يُشار إليها بالرمز \/
(على سبيل المثال، أ \/ ب)؛

د) التالي(التضمين) يُشار إليه بـ → (على سبيل المثال، A → B)؛

ه) هويةيُشار إليه بـ ≡ (على سبيل المثال، A ≡ B). يكون التعبير A ≡ B صحيحًا إذا وفقط إذا كانت قيم A وB متماثلة (إما كلاهما صحيح، أو كلاهما خطأ)؛

و) يستخدم الرمز 1 للدلالة على الحقيقة (البيان الحقيقي)؛ الرمز 0 - للإشارة إلى الكذب (بيان كاذب).

1.2. يتم استدعاء تعبيرين منطقيين يحتويان على متغيرات مقابل (مكافئة) إذا تطابقت قيم هذه التعبيرات مع أي قيم للمتغيرات. وبالتالي، فإن التعبيرات A → B و (¬A) \/ B متكافئة، ولكن A /\ B و A \/ B ليست كذلك (تختلف معاني التعبيرات، على سبيل المثال، عندما A = 1، B = 0) ).

1.3. أولويات العمليات المنطقية:الانقلاب (النفي)، الارتباط (الضرب المنطقي)، الانفصال (الإضافة المنطقية)، التضمين (المتابعة)، الهوية. وبالتالي، فإن ¬A\/B\/C\/D تعني نفس الشيء

((¬أ)\/ب)\/(ج\/د).

من الممكن كتابة A\/ B \/ C بدلاً من (A\/ B) \/ C. الأمر نفسه ينطبق على أدوات العطف: من الممكن كتابة A /\ B /\ C بدلاً من (A /\ B ) /\ج.

2. الخصائص

ليس المقصود من القائمة أدناه أن تكون كاملة، ولكننا نأمل أن تكون ممثلة بما فيه الكفاية.

2.1. خصائص عامة

1. لمجموعة من نهناك متغيرات منطقية بالضبط 2 نمعاني مختلفة. جدول الحقيقة للتعبير المنطقي من نتحتوي المتغيرات ن+1العمود و 2 نخطوط.

2.2.الانفصال

1. إذا كان واحد على الأقل من التعبيرات الفرعية التي تم تطبيق الانفصال عليها صحيحًا على مجموعة معينة من قيم المتغيرات، فإن الانفصال بأكمله يكون صحيحًا لهذه المجموعة من القيم.
2. إذا كانت جميع التعبيرات الواردة في قائمة معينة صحيحة على مجموعة معينة من القيم المتغيرة، فإن انفصال هذه التعبيرات يكون صحيحًا أيضًا.
3. إذا كانت جميع التعبيرات من قائمة معينة خاطئة في مجموعة معينة من القيم المتغيرة، فإن انفصال هذه التعبيرات يكون خاطئًا أيضًا.
4. لا يعتمد معنى الفصل على ترتيب كتابة التعبيرات الفرعية التي يتم تطبيقه عليها.

2.3. اِقتِران

1. إذا كان واحد على الأقل من التعبيرات الفرعية التي يتم تطبيق الاقتران عليها خاطئًا في مجموعة معينة من القيم المتغيرة، فإن الاقتران بأكمله يكون خاطئًا لهذه المجموعة من القيم.
2. إذا كانت جميع التعبيرات من قائمة معينة صحيحة على مجموعة معينة من القيم المتغيرة، فإن اقتران هذه التعبيرات يكون صحيحًا أيضًا.
3. إذا كانت كافة التعبيرات من قائمة معينة خاطئة في مجموعة معينة من القيم المتغيرة، فإن اقتران هذه التعبيرات يكون خاطئًا أيضًا.
4. لا يعتمد معنى أداة العطف على ترتيب كتابة التعبيرات الفرعية التي يتم تطبيقها عليها.

2.4. الانفصالات والاقترانات البسيطة

دعونا نسمي (للتيسير) أداة الاقتران بسيط، إذا كانت التعبيرات الفرعية التي يتم تطبيق أداة الاقتران عليها عبارة عن متغيرات مميزة أو نفيها. وبالمثل، يسمى الانفصال بسيط، إذا كانت التعبيرات الفرعية التي تم تطبيق الانفصال عليها هي متغيرات مميزة أو نفيها.

1. يتم تقييم الاقتران البسيط إلى 1 (صحيح) على مجموعة واحدة بالضبط من القيم المتغيرة.
2. يتم تقييم الانفصال البسيط إلى 0 (خطأ) على مجموعة واحدة بالضبط من القيم المتغيرة.

2.5. ضمنا

1. ضمنا أ →بيعادل الانفصال (¬ أ) \/ ب.ويمكن أيضًا كتابة هذا الانفصال على النحو التالي: ¬ أ\/ب.
2. ضمنا أ →بيأخذ القيمة 0 (خطأ) فقط إذا أ = 1و ب=0.لو أ = 0،ثم التضمين أ →بصحيح لأي قيمة ب.

انفصال العملية(lat. disjunctio - Division) ( إضافة منطقية) هي عملية منطقية تربط كل عبارتين بسيطتين بعبارة مركبة، وتكون خاطئة إذا وفقط إذا كانت كلتا العبارتين الأوليتين خاطئة وصحيحة عندما تكون إحدى العبارتين اللتين تشكلانها صحيحة.

رمزعلى المخططات الهيكليةيظهر الشكل 1 بوابة منطقية OR ذات مدخلين. 2.8. العلامة 1 في الرسم التخطيطي هي من التعيين القديم للانفصال كـ >=1 (أي أن قيمة الانفصال تساوي واحدًا إذا كان مجموع قيم المعاملات أكبر من أو يساوي 1). يتم وصف الاتصال بين مخرج هذه الدائرة F والمدخلين A و B بالعلاقة: F ​​= A v B (اقرأ كـ A أو B).

أرز. 2.8. العنصر المنطقي للدائرة الإلكترونية أو

ضع في اعتبارك جدول الحقيقة لعملية الانفصال OR ذات المدخلين A وB.

الجدول 2.3

عملية الفصل (الإضافة المنطقية)

أ (الإدخال)	ب (الإدخال)	أ ضد ب (الإخراج)

يتم استخدام العلامات للإشارة إلى الانفصال Ú, + , أو.

تتوافق عملية الفصل في دوائر التلامس الكهربائية مع التوصيل المتوازي لجهات الاتصال. على سبيل المثال، مخطط الاتصال الكهربائي في الشكل 2.9 يتوافق مع الانفصال.

أرز. 2.9 الاتصال المتوازي لجهات الاتصال

مجموعة الوظائف المنطقية التي تمت مناقشتها أعلاه NOT، AND، OR (النفي، الاقتران، الانفصال) هي الأكثر شهرة وتسمى وظيفية مجموعة كاملة أو أساس. يمكنك التعبير عن أي وظائف منطقية أخرى باستخدام هذه الوظائف المنطقية.

إضافة منطقية (انفصال)

الضرب المنطقي (الارتباط)

الضرب المنطقي هو ربط عبارتين بسيطتين باستخدام أداة الربط "AND". على سبيل المثال، خذ عبارتين: "اثنان اثنان يساوي أربعة" (أ)، "ثلاثة في ثلاثة يساوي تسعة" (أ). العبارة المعقدة "مرتين اثنين يساوي أربعة وثلاثة في ثلاثة يساوي تسعة" صحيحة لأن كلا العبارتين أ و ب صحيحتان. لكن إذا أخذنا عبارات أخرى: "مرتين اثنين يساوي أربعة" (ج)، و"الطاولة لها ساقان" (د)، فإن العبارة المعقدة "مرتين اثنين يساوي أربعة والطاولة لها قدمان" ستكون خاطئة، لأن العبارة (د) خاطئة.

اِقتِران:العبارة المعقدة، في أبسط الحالات، مزيج من عبارتين بسيطتين أ و ب، تكون صحيحة إذا وفقط إذا كانت كلتا العبارتين أ و ب صحيحتين.

تدوين عملية "الاقتران": أ و ب , أ و ب، أب، أ Λ ب.

تتم قراءة العلامة & - علامة الضم - على أنها الإنجليزية "و".

جدول الحقيقة لوظيفة الضرب المنطقية:

الضرب المنطقي
الحجج	وظيفة
أ	ب	و = أب

قيمة الدالة أ = "2*2=4" = 1، قيمة الدالة ب = "3*3=8" = 0.

قيمة الدالة ab = "(2*2=4) & (3*3=8)" = 0

الإضافة المنطقية هي ربط عبارتين بسيطتين مع أداة الربط "OR". على سبيل المثال، خذ عبارتين: "اثنان اثنان يساوي أربعة" (أ)، "ثلاثة في ثلاثة يساوي تسعة" (ب). العبارة المعقدة "مرتين اثنين يساوي أربعة أو ثلاثة في ثلاثة يساوي تسعة" صحيحة لأن يتوافق مع الواقع. رسميا، هذا البيان المعقد صحيح، لأنه كل من هذه العبارات صحيحة. ومن وجهة نظر الفطرة السليمة، فحتى لو أخذنا العبارتين الأخريين: "اثنان اثنان يساوي أربعة" (ج) و"للطاولة ساقان" (د)، فإن العبارة المعقدة "اثنان اثنان يساوي أربعة أو "الطاولة لها قدمان" هذا صحيح وصحيح. رسميا، هذا صحيح، لأنه في هذه العبارة المعقدة هناك عبارة صحيحة واحدة (ج). وبالتالي، بناءً على المعنى المعتاد للاقتران "OR"، نصل إلى تعريف العملية المنطقية المقابلة - الانفصال.

الانفصال:العبارة المعقدة، في أبسط الحالات، مزيج من عبارتين بسيطتين أ و ب، تكون صحيحة إذا وفقط إذا كانت عبارة واحدة على الأقل - أ أو ب - صحيحة.

تدوين لعملية "الانفصال": أ! ب ، أ أو ب، أ + ب، أالخامس ب.

جدول الحقيقة لوظيفة الجمع المنطقي:

الضرب المنطقي
الحجج	وظيفة
أ	ب	و = أ الخامس ب

1. قيمة الدالة أ = "2*2=4" =1، قيمة الدالة ب = "3*3=8" = 0.

قيمة الدالة a V b = "(2*2=4) V (3*3=8)" = 1

2. قيمة الدالة أ = "2*2=4" =1، قيمة الدالة ب = "3*3=9" = 1.

قيمة الدالة a V b = "(2*2=4) V (3*3=9)" = 1

3. قيمة الدالة أ = "2*2=5" =0، قيمة الدالة ب = "3*3=8" = 0.

قيمة الدالة a V b = "(2*2=5) V (3*3=8)" = 0

التعبيرات المنطقية المكافئة:دالات منطقية ممثلة بصيغ مختلفة، ولكن لنفس مجموعات المتغيرات المنطقية (الوسائط) التي لها نفس المعنى.

مثال.باستخدام جداول الحقيقة، نحدد تكافؤ التعبيرين: & و .

من خلال مقارنة جدولي الحقيقة هذين، يمكنك التحقق من تكافؤ التعبيرين المعقدين.

للدلالة على التعبيرات المنطقية المكافئة، يتم استخدام علامة "=".

بالنسبة للحالة التي تم النظر فيها، يمكنك كتابة: &= .

الاقتران أو الضرب المنطقي (في نظرية المجموعات، هذا هو التقاطع)

أداة الاقتران عبارة عن تعبير منطقي معقد يكون صحيحًا فقط إذا كان كلا التعبيرين البسيطين صحيحين. وهذا الوضع ممكن في حالة واحدة فقط، وفي جميع الحالات الأخرى يكون الاقتران خاطئًا.

تدوين: &، $\wedge$، $\cdot$.

جدول الحقيقة للاقتران

الشكل 1.

خصائص الاقتران:

1. إذا كان واحد على الأقل من التعبيرات الفرعية للاقتران خاطئًا في مجموعة من القيم المتغيرة، فإن الاقتران بأكمله سيكون خاطئًا لهذه المجموعة من القيم.
2. إذا كانت جميع تعبيرات الاقتران صحيحة في مجموعة معينة من القيم المتغيرة، فإن الاقتران بأكمله سيكون صحيحًا أيضًا.
3. لا يعتمد معنى اقتران التعبير المعقد بالكامل على الترتيب الذي تتم به كتابة التعبيرات الفرعية التي يتم تطبيقها عليه (مثل الضرب في الرياضيات).

الانفصال أو الإضافة المنطقية (في نظرية المجموعة هذا هو الاتحاد)

الانفصال هو تعبير منطقي معقد يكون صحيحًا دائمًا تقريبًا، إلا عندما تكون جميع التعبيرات خاطئة.

تدوين: +، $\vee$.

جدول الحقيقة للانفصال

الشكل 2.

خصائص الانفصال:

1. إذا كان واحد على الأقل من التعبيرات الفرعية للانفصال صحيحًا في مجموعة معينة من القيم المتغيرة، فإن الانفصال بأكمله يأخذ قيمة حقيقية لهذه المجموعة من التعبيرات الفرعية.
2. إذا كانت جميع التعبيرات من قائمة ما من الانفصالات خاطئة في مجموعة معينة من القيم المتغيرة، فإن الانفصال الكامل لهذه التعبيرات يكون خاطئًا أيضًا.
3. لا يعتمد معنى الانفصال بأكمله على الترتيب الذي تتم به كتابة التعابير الفرعية (كما هو الحال في الرياضيات - الجمع).

النفي أو النفي المنطقي أو الانقلاب (في نظرية المجموعة هذا هو النفي)

النفي يعني أن الجسيم NOT أو الكلمة FALSE تضاف إلى التعبير المنطقي الأصلي، ماذا ونتيجة لذلك نحصل على أنه إذا كان التعبير الأصلي صحيحا، فإن نفي الأصل سيكون كاذبا والعكس صحيح، إذا كان التعبير الأصلي كان باطلاً، فإن نفيه يكون صحيحاً.

التدوين: ليس $A$، $\bar(A)$، $¬A$.

جدول الحقيقة للانعكاس

الشكل 3.

خصائص النفي:

إن "النفي المزدوج" لـ $¬¬A$ هو نتيجة للافتراض $A$، أي أنه حشو في المنطق الرسمي ويساوي القيمة نفسها في المنطق البوليني.

التضمين أو النتيجة المنطقية

التضمين هو تعبير منطقي معقد يكون صحيحًا في جميع الأحوال إلا إذا كان الحق يتبع الباطل. أي أن هذه العملية المنطقية تربط بين تعبيرين منطقيين بسيطين، الأول منهما عبارة عن شرط ($A$)، والثاني ($A$) هو نتيجة للشرط ($A$).

التدوين: $\to$، $\Rightarrow$.

جدول الحقيقة للتضمين

الشكل 4.

خصائص التضمين:

1. $A \to B = ¬A \vee B$.
2. إن التضمين $A \to B$ غير صحيح إذا كان $A=1$ و$B=0$.
3. إذا كان $A=0$، فإن التضمين $A \to B$ يكون صحيحًا لأي قيمة $B$، (صحيح قد يتبعه خطأ).

التكافؤ أو التكافؤ المنطقي

التكافؤ هو تعبير منطقي معقد ينطبق على القيم المتساوية للمتغيرين $A$ و$B$.

تدوين: $\leftrightarrow$، $\Leftrightarrow$، $\equiv$.

جدول الحقيقة للتكافؤ

الشكل 5.

خصائص التكافؤ:

1. يكون التكافؤ صحيحاً على مجموعات متساوية من قيم المتغيرين $A$ و $B$.
2. CNF $A \equiv B = (\bar(A) \vee B) \cdot (A \cdot \bar(B))$
3. DNF $A \equiv B = \bar(A) \cdot \bar(B) \vee A \cdot B$

الفصل الصارم أو معامل الإضافة 2 (في نظرية المجموعات، هذا هو اتحاد مجموعتين دون تقاطعهما)

يكون الانفصال الصارم صحيحًا إذا كانت قيم الوسائط غير متساوية.

بالنسبة للإلكترونيات، هذا يعني أن تنفيذ الدوائر ممكن باستخدام عنصر قياسي واحد (على الرغم من أن هذا عنصر مكلف).

ترتيب العمليات المنطقية في تعبير منطقي معقد

1. الانقلاب (النفي)؛
2. الإقتران (الضرب المنطقي)؛
3. الانفصال والانفصال الصارم (إضافة منطقية)؛
4. التضمين (النتيجة)؛
5. التكافؤ (الهوية).

لتغيير الترتيب المحدد للعمليات المنطقية، يجب عليك استخدام الأقواس.

خصائص عامة

بالنسبة لمجموعة من المتغيرات المنطقية $n$، هناك بالضبط $2^n$ قيم مميزة. يحتوي جدول الحقيقة للتعبير المنطقي للمتغيرات $n$ على أعمدة $n+1$ وصفوف $2^n$.

جبر المنطق والأسس المنطقية للكمبيوتر

جبر المنطق (الجبر البوليني)هو فرع من الرياضيات نشأ في القرن التاسع عشر بفضل جهود عالم رياضيات إنجليزي جي بوليا. في البداية، لم يكن للجبر البوليني أي وجود أهمية عملية. ومع ذلك، بالفعل في القرن العشرين وجدت أحكامها تطبيقًا في وصف عمل وتطوير مختلف الدوائر الإلكترونية. بدأ استخدام قوانين وأجهزة الجبر المنطقي في التصميم أجزاء مختلفةأجهزة الكمبيوتر (الذاكرة والمعالج). على الرغم من أن هذا ليس المجال الوحيد لتطبيق هذا العلم.

ما هذا؟ جبر المنطق؟أولاً، يدرس طرق إثبات صحة أو زيف العبارات المنطقية المعقدة باستخدام الطرق الجبرية. ثانيًا، يقوم الجبر البوليني بذلك بطريقة يتم من خلالها وصف عبارة منطقية معقدة بواسطة دالة، والتي يمكن أن تكون نتيجتها إما صحيحة أو خاطئة (1 أو 0). في هذه الحالة، يمكن أن تحتوي وسيطات الدالة (العبارات البسيطة) أيضًا على قيمتين فقط: 0 أو 1.

ما هو بسيط بيان منطقي؟هذه عبارات مثل "اثنان أكثر من واحد"، "5.8 عدد صحيح". في الحالة الأولى لدينا حق، وفي الثانية لدينا باطل. إن جبر المنطق لا يتعلق بجوهر هذه العبارات. إذا قرر شخص ما أن عبارة "الأرض مربعة" صحيحة، فإن جبر المنطق سيقبل ذلك كحقيقة. والحقيقة هي أن الجبر البولياني يتعامل مع حساب نتيجة العبارات المنطقية المعقدة بناءً على القيم المعروفة مسبقًا للعبارات البسيطة.

العمليات المنطقية. الانفصال والوصل والنفي

فكيف تتواصل العبارات المنطقية البسيطة مع بعضها البعض لتكوين عبارات معقدة؟ في لغة طبيعيةنستخدم أدوات العطف المختلفة وأجزاء أخرى من الكلام. على سبيل المثال، "و"، "أو"، "إما"، "لا"، "إذا"، "ثم"، "ثم". مثال على العبارات المعقدة: "لديه المعرفة والمهارات"، "ستصل يوم الثلاثاء أو الأربعاء"، "سوف ألعب عندما أقوم بواجبي المنزلي"، "5 لا يساوي 6".

كيف نقرر أن ما قيل لنا صحيح أم لا؟ بطريقة منطقية، حتى في مكان ما دون وعي، بناء على تجربة الحياة السابقة، نحن نفهم أن الحقيقة مع الاتحاد "و" تحدث في حالة صدق كلا العبارات البسيطة. بمجرد أن يصبح المرء كذبة، فإن العبارة المعقدة بأكملها ستكون خاطئة. ولكن، مع أداة الربط "أو"، يجب أن تكون عبارة بسيطة واحدة فقط صحيحة، ومن ثم يصبح التعبير بأكمله صحيحًا.

نقل الجبر البوليني تجربة الحياة هذه إلى جهاز الرياضيات، وأضفى عليها طابعًا رسميًا، وقدم قواعد صارمة للحصول على نتيجة لا لبس فيها. بدأ تسمية النقابات بالعوامل المنطقية هنا.

يتضمن جبر المنطق العديد من العمليات المنطقية.ومع ذلك، ثلاثة منهم يستحقون اهتماما خاصا، لأن... وبمساعدتهم، يمكنك وصف جميع الأجهزة الأخرى، وبالتالي استخدام مجموعة أقل من الأجهزة عند تصميم الدوائر. هذه العمليات هي الاقتران (AND) والانفصال (OR) والنفي (NOT). في كثير من الأحيان يتم الإشارة إلى أداة الاقتران بواسطة &، والانفصال بواسطة ||، والنفي بواسطة شريط فوق المتغير الذي يشير إلى العبارة.

في بالتزامن@/a> صحيح معينشأ التعبير الخاطئ فقط إذا كانت جميع التعبيرات البسيطة التي يتكون منها المجمع صحيحة. وفي جميع الحالات الأخرى، سيكون التعبير المعقد خاطئًا.

في حقيقة الانفصالاتيحدث التعبير المعقد عندما يكون هناك تعبير بسيط واحد على الأقل صحيحًا، أو اثنين في وقت واحد. يحدث أن التعبير المعقد يتكون من أكثر من تعبيرين بسيطين. في هذه الحالة، يكفي أن تكون واحدة بسيطة صحيحة، ومن ثم تصبح العبارة بأكملها صحيحة.

النفي- هذه عملية أحادية، لأنها يتم إجراؤها فيما يتعلق بتعبير واحد بسيط أو فيما يتعلق بنتيجة تعبير معقد. ونتيجة النفي يتم الحصول على عبارة جديدة هي عكس العبارة الأصلية.

بالنسبة للقيم المنطقية، يتم استخدام ثلاث عمليات بشكل شائع:

الإقتران - الضرب المنطقي (AND) - و، &، ∧.

الانفصال - الإضافة المنطقية (OR) - أو |، v.

النفي المنطقي (NOT) - لا.

من الملائم وصف العمليات المنطقية باستخدام ما يسمى بجداول الحقيقة، والتي تعكس نتائج حسابات العبارات المعقدة لقيم مختلفة للعبارات البسيطة الأصلية. يتم الإشارة إلى العبارات البسيطة بواسطة المتغيرات (على سبيل المثال، A وB).

الأساسيات المنطقية للكمبيوتر

تستخدم أجهزة الكمبيوتر أجهزة مختلفة، يتم وصف تشغيلها بشكل مثالي من خلال جبر المنطق. تتضمن هذه الأجهزة مجموعات من المفاتيح والمشغلات والإضافات.

بالإضافة إلى ذلك، فإن العلاقة بين الجبر البوليني وأجهزة الكمبيوتر تكمن في نظام الأرقام المستخدم في الكمبيوتر. كما تعلمون، فهو ثنائي. ولذلك، يمكن لأجهزة الكمبيوتر تخزين وتحويل كل من الأرقام وقيم المتغيرات المنطقية.

تبديل الدوائر

استخدام أجهزة الكمبيوتر المخططات الكهربائية، تتكون من العديد من المفاتيح. يمكن أن يكون المفتاح في حالتين فقط: مغلق ومفتوح. في الحالة الأولى، يمر التيار، في الثانية - لا. من السهل جدًا وصف تشغيل مثل هذه الدوائر باستخدام جبر المنطق. اعتمادًا على موضع المفاتيح، قد تتلقى أو لا تتلقى إشارات عند المخرجات.

البوابات والشباشب والأفاعي

البوابة هي عنصر منطقي يقبل بعض القيم الثنائية وينتج قيمًا أخرى اعتمادًا على تنفيذها. على سبيل المثال، هناك بوابات تنفذ الضرب المنطقي (الربط)، والجمع (الانفصال)، والنفي.

المشغلاتو الأفاعي- هذه أجهزة معقدة نسبيًا تتكون من عناصر أبسط - الصمامات.

المشغل قادر على تخزين رقم ثنائي واحد، لأنه يمكن أن يكون في حالتين مستقرتين. تُستخدم المشغلات بشكل أساسي في سجلات المعالج.

تُستخدم الإضافات على نطاق واسع في وحدات المنطق الحسابي للمعالج (ALUs) وتقوم بجمع البتات الثنائية.

المعلومات وعمليات المعلومات. أنواع المعلومات وترميزها الثنائي. كمية المعلومات، طرق تحديد مفهوم "كمية المعلومات"، وحدات قياس المعلومات. الترميز الثنائي للمعلومات الرقمية والنصية والرسومية والصوتية

معلومة(من المعلومات اللاتينية - "الشرح والعرض والوعي") - معلومات حول شيء ما، بغض النظر عن شكل عرضه.

في الوقت الحالي، لا يوجد تعريف واحد للمعلومات كمصطلح علمي. من وجهة نظر مجالات المعرفة المختلفة، يتم وصف هذا المفهوم من خلال مجموعة محددة من الخصائص. يعد مفهوم "المعلومات" أساسيًا في مقرر علوم الكمبيوتر، حيث من المستحيل تعريفه من خلال مفاهيم أخرى أكثر "بساطة".

خصائص المعلومات:

الموضوعية (تكون المعلومات موضوعية إذا لم تعتمد على رأي أو حكم أي شخص)؛

الموثوقية (المعلومات موثوقة إذا كانت تعكس الوضع الحقيقي)؛

الاكتمال (المعلومات كاملة إذا كانت كافية للفهم واتخاذ القرار)؛

الملاءمة (المعلومات ذات صلة، في الوقت المناسب، إذا كانت مهمة، مهمة في الوقت الحاضر)؛

الفائدة (يتم تقييمها من خلال المهام التي يمكننا حلها بمساعدتها)؛

القدرة على الفهم (المعلومات مفهومة إذا تم التعبير عنها بلغة في متناول المتلقي)؛

التوفر (المعلومات متاحة إذا تمكنا من الحصول عليها).

عملية المعلومات- مجموعة من الإجراءات (العمليات) المتسلسلة التي تتم على المعلومات (في شكل بيانات، معلومات، حقائق، أفكار، فرضياتوالنظريات وما إلى ذلك) للحصول على أي نتيجة (تحقيق هدف).

تتجلى المعلومات على وجه التحديد في عمليات المعلومات. تتم عمليات المعلومات دائمًا في نظام ما (اجتماعي، اجتماعي تقني، بيولوجي، إلخ).

عمليات المعلومات الأكثر عمومية هي جمع المعلومات وتحويلها واستخدامها.

تشمل عمليات المعلومات الرئيسية التي تتم دراستها في دورة علوم الكمبيوتر: البحث والاختيار والتخزين والنقل والترميز والمعالجة وحماية المعلومات.

عمليات المعلومات تتم وفق معايير معينة تكنولوجيا المعلوماتيشكل الأساس أنشطة المعلوماتشخص.

الكمبيوتر هو جهاز عالمي للتنفيذ الآلي لعمليات المعلومات.

يتعامل الناس مع أنواع عديدة من المعلومات. إن تواصل الأشخاص مع بعضهم البعض في المنزل وفي المدرسة وفي العمل وفي الشارع هو نقل المعلومات. قصة معلم أو قصة صديق، برنامج تلفزيوني، برقية، رسالة، رسالة شفهية، الخ. - كل هذه أمثلة على نقل المعلومات.

وقد تحدثنا بالفعل عن ذلكأنه يمكن إرسال نفس المعلومات واستقبالها بطرق مختلفة. لذلك، للعثور على الطريق إلى متحف في مدينة غير مألوفة، يمكنك أن تطلب من أحد المارة، أو الحصول على المساعدة من مكتب المعلومات، أو محاولة اكتشاف ذلك بنفسك باستخدام خريطة المدينة، أو الرجوع إلى دليل إرشادي. عندما نستمع إلى شرح المعلم، نقرأ الكتب أو الصحف، نشاهد الأخبار التلفزيونية، نزور المتاحف والمعارض - في هذا الوقت نتلقى معلومات.

يقوم الشخص بتخزين المعلومات الواردة في رأسه. العقل البشري هو مستودع ضخم للمعلومات. المفكرة أو دفتر الملاحظات، مذكراتك، دفاتر الملاحظات المدرسية، المكتبة، المتحف، شريط كاسيت مع تسجيلات الأغاني المفضلة لديك، وأشرطة الفيديو - كل هذه أمثلة على تخزين المعلومات.

يمكن معالجة المعلومات: ترجمة النص من اللغة الإنجليزيةإلى اللغة الروسية والعكس، وحساب مجموع المصطلحات المعطاة، أو حل مشكلة، أو تلوين الصور أو الخرائط الكنتورية - كل هذه أمثلة على معالجة المعلومات. لقد أحببتم جميعًا التلوين في كتب التلوين في وقت أو آخر. اتضح أنه في هذا الوقت كنت منخرطًا في عملية مهمة - معالجة المعلومات، وتحويل الرسم بالأبيض والأسود إلى رسم ملون.

يمكن حتى أن تضيع المعلومات. لنفترض أن ديما إيفانوف نسي مذكراته في المنزل ولذلك قام بتدوينها العمل في المنزلعلى قطعة من الورق. ولكن أثناء اللعب في فترة الاستراحة، صنع منها طائرة وأطلقها. عند وصوله إلى المنزل، لم يتمكن ديما من أداء واجباته المدرسية، فقد فقد المعلومات. الآن يحتاج إما إلى محاولة تذكر ما طلب منه، أو الاتصال بزميله للحصول على المعلومات اللازمة، أو الذهاب إلى المدرسة مع واجبات منزلية غير مكتملة.

الترميز الثنائي -إحدى الطرق الشائعة لتقديم المعلومات. في أجهزة الكمبيوتر والروبوتات والآلات التي يتم التحكم فيها رقميًا، كقاعدة عامة، يتم تشفير جميع المعلومات التي يتعامل معها الجهاز في شكل كلمات من الأبجدية الثنائية.

تتكون الأبجدية الثنائية من رقمين 0 و 1.

تستخدم أجهزة الكمبيوتر الرقمية (أجهزة الكمبيوتر الشخصية التي تنتمي إلى الفئة الرقمية) التشفير الثنائي لأي معلومات. ويفسر ذلك بشكل أساسي بحقيقة أنه كان من الأسهل من الناحية الفنية بناء جهاز تقني يميز بدقة بين حالتين مختلفتين للإشارة من جهاز يميز بدقة بين 5 أو 10 حالات مختلفة.

تتضمن عيوب الترميز الثنائي سجلات طويلة جدًا من التعليمات البرمجية الثنائية، مما يجعل من الصعب التعامل معها.