| |
Информатика - научная область, предметом изучения которой
являются информация и информационные процессы; в которой
осуществляются исследования и изобретаются новые средства и
методы для работы с информацией. Начать ее изучение следует с
договоренности о том, что же следует понимать под термином "информация".
Дело в том, что понятие информации обычно связывают с теми
сведениями, данными, знаниями, которые человек получает из
окружающего мира. На самом деле понятие информации намного шире
и сложнее. Оно принадлежит к числу фундаментальных общенаучных
понятий. Это означает, что нельзя через другие «более простые»
понятия дать точного определения, что же такое информация.
Вместе с тем это понятие используется в различных научных
областях и рассматривается в них с различных точек зрения:
-
Физика: Второе начало
термодинамики утверждает, что если какую-либо систему
предоставить самой себе (т.е. убрать все внешние
воздействия), то эта система будет стремиться к состоянию
термодинамического равновесия. Будет разрушаться исходная
структура системы, составляющие её элементы будут стремиться
к полному хаосу. Мерой хаоса в физике является энтропия,
а мерой упорядоченности – антиэнтропия (информация).
В соответствии с такой точкой зрения, Вселенной грозит
«тепловая смерть», т.е. прекращение всякого движения и
развития. Однако на Земле идет саморазвитие (эволюция) живой
природы, а значит повышение сложности и разнообразия систем.
Энтропия уменьшается, а антиэнтропия (информация)
увеличивается.
-
Биология: Целесообразное
поведение живых существ строится на основе получения,
накопления, преобразования и использования информации об
окружающей среде. Биологи образно говорят, что «живое
питается информацией». Кроме того понятие информации
используется в связи с исследованиями механизмов
наследственности (генетики). Оказалось, что каждая клетка
организма содержит гены (сложные молекулярные структуры), в
которых хранится информация о всём организме.
-
Кибернетика: понятие
«информация» связано с процессами управления различными
системами. Нормальная жизнедеятельность организма или
функционирование сложной технической системы возможны только
на основе информационных процессов (получения, хранения,
преобразования и передачи информации). Более того, оказалось
что биологические, технические и социальные системы
управляются в соответствии с общими для всех систем
законами кибернетики!
Таким образом, информация
является контекстным понятием, то есть значение термина
зависит от того, какой смысл мы в него вкладываем и от
содержания разговора (контекста), в котором он используется.
В информатике под "информацией" чаще всего понимают используемые человеком или техническим устройством данные.
Данные могут храниться на материальных носителях и передаваться
с помощью сигналов различной физической природы. Данные
становятся информацией только тогда, когда мы начинаем их
использовать.
Свойства информации
В жизни человеческого общества информация имеет громадное
значение. От уровня развития информационных технологий зависит
экономическое и социальное развитие общества, здоровье и жизнь
людей. Значимость тех или иных свойств информации определяется
конкретной ситуацией. Выделяют следующие социально-значимые
свойства информации:
-
понятность;
-
полезность;
-
достоверность;
-
адекватность;
-
актуальность;
-
своевременность;
-
полнота;
-
точность.
Информация для человека – это знания, которые он получает из
различных источников. Все знания можно разделить на две
группы:
декларативные (знания об явлениях, событиях, свойствах
объектов начинающиеся со слов «Я знаю что…») и процедурные
(определяют действия, необходимые для достижения какой либо
цели; начинаются со слов «Я знаю как…»).
Действия, выполняемые с
информацией, называются информационными процессами.
Выделяют три основных вида информационных процессов: обмен,
хранение и обработка информации.
Обмен информацией – всегда
двусторонний процесс: есть источник и приёмник информации.
Человек непрерывно воспринимает информацию из окружающего мира с
помощью своих органов чувств: зрения, обоняния, осязания, вкуса
и слуха (она называется органолептической). Большая часть
(картины природы, звуки, запахи, вкусовые и осязательные
ощущения) воспринимается в
образной форме. Информация, воспринимаемая человеком в
речевой или письменной форме, называется знаковой
(символьной). Человеческая речь и письменность связаны с
понятием языка. Различают естественные языки (русский,
английский, французский и т.д.) и формальные языки -
языки профессий или областей знаний (к числу формальных языков
можно отнести язык математических формул, ноты, языки
программирования и т.п.). Язык – это знаковая система
представления информации. Обмен информацией может
происходить как при непосредственном общении между людьми, так и
с помощью технических средств связи: телефона, радио,
телевидения, компьютерных сетей и т.д. Отметим, что без помощи
технических средств люди способны обмениваться информацией
только в знаковой форме (голосом, жестами, мимикой) и на
небольшом расстоянии.
Человек хранит информацию либо в
собственной памяти, либо на каких-то
внешних носителях (на бумаге, аудио и видеокассетах и т.д.).
Сведения, которые мы помним (т.е. храним во внутренней памяти),
всегда доступны и мы можем оперативно (быстро) ими
воспользоваться. Внутреннюю память, поэтому, часто называют
оперативной. К сожалению, ёмкость нашей памяти ограничена,
к тому же часть сведений со временем человек забывает.
Информация на внешних носителях хранится надежнее, но чтобы
использовать такую информацию, её сначала нужно сделать
оперативной (например, чтобы набрать номер телефона, необходимо
сначала найти его в телефонной книге и прочитать).
Человеку почти непрерывно
приходится заниматься обработкой информации.
Приведем несколько примеров обработки:
-
получение новой
информации из данной путем вычислений или логических
рассуждений (решение математической
задачи);
-
изменение формы
представления информации (перевод текста с одного языка на
другой);
-
поиск информации в
информационном массиве (поиск номера телефона в телефонной
книге);
-
сортировка информации
(упорядочение списка учеников класса в алфавитном порядке).
Процесс обработки информации
вручную ведется очень медленно, при этом нам свойственно
допускать ошибки, уставать, а иногда обработка невозможна.
Попробуйте перемножить в уме два семизначных числа.
Получилось?
Очевидно, что
человеку необходимы технические средства и методы сбора, приема,
передачи,
хранения и обработки информации - информационные технологии. Их
роль всегда была чрезвычайно важна и будет еще более возрастать
по мере перехода человечества к жизни в
информационном обществе.
Информационные процессы в
технических системах. Компьютер и информация.
Информационные
процессы в технических системах.
Сбор информации.
Наши органы чувств - не самые
совершенные приспособления для сбора информации. Приходится
признать, что они не всегда точны и не всякую информацию
способны воспринять, поэтому человек изобретает и совершенствует
различные измерительные приборы (весы, термометр, барометр и
т.д.). Любой измерительный прибор содержит датчик - устройство,
преобразующее внешнее воздействие в информацию:
Передача информации.
Развитие человечества было бы невозможно без обмена информацией.
С древнейших времен человек изобретал способы передачи
информации. Наши предки оповещали об опасности дымами костров.
За последние два века появились телеграф, телефон, радио,
телевидение. В последние годы бурно развивается мобильная связь
и компьютерные коммуникации. Несмотря
на все многообразие средств передачи информации сам процесс
описывается общей схемой:
Если информация не может передаваться в своем исходном виде, на
передающей стороне осуществляется ее преобразование -
кодирование, а на приемной стороне -
декодирование.
Сам процесс передачи информации осуществляется с помощью
сигналов (механических, звуковых, тепловых, электрических,
оптических и т.д.) через канал связи. Важнейшая характеристика
канала связи - пропускная способность. Она
определяет максимальное количество
информации, которое может быть передано в единицу времени.
Обработка информации.
Процесс обработки информации заключается в преобразовании
исходных (входных) данных в результат - выходные данные. Его
можно представить с помощью схемы:
Среди устройств обработки информации особую роль играет
компьютер, обладающий уникальной способностью быстро
обрабатывать большие объемы данных. Процесс обработки данных
ведется под управлением компьютерных
программ. Программы могут действовать автоматически или в
режиме диалога с человеком.
Хранение информации.
Из истории известны различные способы хранения информации:
зарубки на палках, узелковое письмо, берестяные грамоты,
письмена на глиняных табличках, пергаменте и т.д. Поиск надежных
и доступных способов хранения информации продолжается и по сей
день. Сегодня мы используем для сохранения информации различные
материалы: бумагу, фото- и кинопленку, магнитную аудио- и
видеоленту, магнитные и оптические диски. Все это - носители
информации - материальные объекты, предназначенные для
хранения данных.
Запись данных на носитель осуществляется с помощью
специальных устройств (чтобы записать информацию на бумагу Вам
потребуется карандаш). Для того, чтобы использовать данные,
хранящиеся на носителе, их необходимо прочитать. Считывание
некоторых носителей (книг, газет, журналов, фотоальбомов)
человек может осуществлять самостоятельно, для считывания других
(аудио- и видеокассет, магнитных и оптических дисков)
потребуются специальные устройства.
Компьютер вместе с подключаемыми к нему датчиками и периферийными
устройствами, также как и человек, способен выполнять с
информацией все перечисленные выше виды действий: собирать,
передавать и принимать информацию, хранить её и обрабатывать.
Различия существуют в способах и результатах выполнения этих
действий. Эти возможности делают компьютер основным средством
информационных технологий. Во многом компьютер превосходит
возможности человека, но ни один компьютер (во всяком случае,
пока) не способен самостоятельно ставить перед собой цели и
задачи, выдвигать гипотезы и теории, то есть, не способен к
творческому мышлению. Объединение творческих возможностей
человека с уникальными информационными и коммуникационными
возможностями компьютера создают предпосылки для перехода
человеческой цивилизации на новый уровень - к
информационному обществу.
В
начало темы
|
|
