ГОСУДАРСТВЕННАЯ АДМИНИСТРАЦИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ УКРАИНЫ УКРЗАЛІЗНИЦЯ
Симферопольский техникум железнодорожного транспорта
Методическое пособие для студентов I-II курса по дисциплине «Основы информатики»
		Преподаватель высшей категории:
		Заморина Наталья Юрьевна
	Симферополь, 2011

Т ема 1.1: Информатика и информация.

1. Предмет информатики. Информация и её виды.

2. Свойства информации. Информационные процессы.

3. Кодирование информации. Единицы измерения количества информации.

1.

Давайте посмотрим вокруг себя и попробуем ответить на вопрос: с чем нам приходится иметь дело в повседневной жизни? Во-первых, это множество материальных объектов: стул, на котором сидим; одежда, которую носим; пища, предметы и орудия труда, транспортные средства, растения, животные, люди. Для обозначения всего разнообразия материальных объектов как единого целого в науке используется термин «вещество».

Во-вторых, это энергия. Для большинства современных людей понятие «энергия» связано, прежде всего, с электричеством. Но кроме электрической в природе существуют и другие виды энергии. Например, тепловая энергия, механическая энергия движущегося тела, наконец, атомная энергия. Энергия нужна для того, чтобы ее потребитель мог совершать какую-то работу. Например, электроэнергия позволяет работать вашему приемнику или мотору трамвая; тепловая энергия пара вращает турбину на электростанции; человек, принимая пищу, запасается энергией, без которой не мог бы выполнять ни физическую, ни умственную работу.

В-третьих, это информация. Любой человек интуитивно понимает смысл этого слова. Информация — это сведения, знания, которые мы получаем из книг, газет, радио, телевидения, от людей, с которыми общаемся. Изучение любого предмета в школе — это получение информации. В жизни современного человека информация играет не меньшую роль, чем вещество и энергия.

Издавна существующие естественные науки — физика, химия, биология и другие — изучают материальный мир, его вещественные объекты и энергетические процессы. В середине XX века появляется новая наука — информатика. Развитию информатики послужило одно из самых значительных достижений XX века — создание электронно-вычислительных машин (ЭВМ). ЭВМ — это универсальное техническое средство для работы с информацией. В последнее время их чаще называют компьютерами, от английского «to compute» - вычислять.

И нформатика – это отрасль науки, изучающая структуру и общие свойства информации, а также вопросы, связанные с её сбором, хранением, поиском, переработкой, преобразованием, распространением и использованием в различных сферах деятельности.

К слову «информация» люди привыкли давно. Если спросить вас: что такое информация? — то, наверное, прежде всего вы вспомните газеты, радио, телевидение, то есть все то, что называют средствами массовой информации. Именно здесь чаще всего употребляются такие выражения, как «информационное сообщение» или «оперативная информация». Цель таких сообщений — довести до читателей или слушателей сведения о каких-то событиях. До получения сообщения мы не знали о данном событии, а в результате — стали знать.

Информация для человека — это знания, которые он получает из различных источников.

Все, что мы с вами знаем, мы когда-то узнали от родителей, учителей, из книг, из личного практического опыта и сохранили в своей памяти. В свою очередь все, что написано в книгах, журналах, газетах, отражает знания авторов этих текстов, а потому это тоже информация.

Термин "информация" происходит от латинского слова "informatio", что означает сведения, разъяснения, изложение. В обиходе информацией называют любые сведения, которые кого-либо интересуют. Например, сообщение о каких-либо событиях, о чьей-либо деятельности и т.п. "Информировать" в этом смысле означает "сообщить нечто, неизвестное раньше".

Все процессы в природе сопровождаются сигналами. Зарегистрированные сигналы образуют данные. Данные преобразуются и обрабатываются соответствующими методами, в результате чего образуется информация.

И нформация – это данные и сведения, представленные в различном виде и обработанные адекватными им методами.

Информация передаётся в виде сообщений от некоторого источника информации к её приёмнику посредством канала связи между ними. Сообщения могут передаваться от человека к человеку, от человека к устройству, от устройства к человеку, от устройства к устройству.

Источник посылает передаваемое сообщение, которое кодируется в передаваемый сигнал. Этот сигнал посылается по каналу связи. В результате в приёмнике появляется принимаемый сигнал, который декодируется и становится принимаемым сообщением.

Передача информации по каналам связи часто сопровождается воздействием помех, вызывающих искажение и потерю информации.

Как и всякий объект, информация обладает свойствами. Говорить об информации вообще, а не применительно к какому-то ее конкретному виду (роду, типу, классу) беспредметно. Какие типы или виды информации можно выделить?

Во-первых, по способу восприятия информации. У человека пять органов чувств:

• зрение; с помощью глаз люди различают цвета, воспринимают зрительную информацию, к которой относятся и текстовая, и числовая, и графическая;

• слух; уши помогают воспринимать звуковую информацию – речь, музыку, звуковые сигналы, шум;

• обоняние; с помощью носа люди получают информацию о запахах окружающего мира (обонятельная информация);

• вкус; вкусовые рецепторы языка дают возможность получить информацию о том, каков предмет на вкус – горький, кислый, сладкий, соленый (вкусовая информация);

• осязание; кончиками пальцев (или просто кожей), на ощупь можно получить информацию о температуре предмета – горячий он или холодный, о качестве его поверхности – гладкий или шершавый (осязательная или тактильная информация).

Человек получает информацию о внешнем мире с помощью своих органов чувств. Практически около 90% информации человек получает при помощи органов зрения (визуальный), примерно 9% – при помощи органов слуха (аудиальный) и только 1% при помощи остальных органов чувств (обоняния, вкуса, осязания). Следует отметить, что органы чувств человека получили название анализаторов, поскольку именно через эти органы информация попадает в головной мозг. А вот, например, для лисы, собаки и многих других животных основная информация та, которая поступает через нос. У них хорошо развито обоняние. Для летучих мышей главная информация – звуковая, они воспринимают ее своими большими, чуткими ушами.

Компьютер, помогающий человеку хранить и обрабатывать информацию, приспособлен в первую очередь для обработки текстовой, числовой, графической информации.

Во-вторых, по форме представления информации, информацию можно разделить на следующие виды. Рассмотрим только те виды информации, которые “понимают” технические устройства (в частности, компьютер).

Текстовая информация, например текст в учебнике, сочинение в тетради, реплика актера в спектакле, прогноз погоды, переданный по радио. Заметим, что в устном общении (личная беседа, разговор по телефону, радиопостановка спектакля) информация может быть представлена только в словесной, текстовой форме. Числовая информация, например таблица умножения, арифметический пример, счет в хоккейном матче, время прибытия поезда и др. В чистом виде числовая информация встречается редко, разве что на контрольных по математике. Чаще всего используется комбинированная форма представления информации.

• Рассмотрим пример. Вы получили телеграмму: “Встречайте двенадцатого. Поезд прибывает в восемь вечера”. В данном тексте слова “двенадцатого” и “восемь” мы понимаем как числа, хотя они и выражены словами.

Графическая информация: рисунки, схемы, чертежи, фотографии. Такая форма представления информации наиболее доступна, так как сразу передает необходимый образ (модель), а словесная и числовая требуют мысленного воссоздания образа. В то же время графическая форма представления не дает исчерпывающих разъяснений о передаваемой информации. Поэтому наиболее эффективно сочетание текста, числа и графики.

• Например, при решении задач по геометрии мы используем чертеж (графика) + пояснительный текст (текст) + числовые расчеты (числа).

Музыкальная (звуковая) информация. В настоящее время мультимедийная (многосредовая, комбинированная) форма представления информации в вычислительной техники становится основной. Цветная графика сочетается в этих системах со звуком и текстом, с движущимися видеоизображением и трехмерными образами.

В-третьих, по общественному значению информации, информация может быть:

• личной – это знания, опыт, интуиция, умения, эмоции, наследственность конкретного человека;

• общественной – общественно-политическая, научно-популярная, т. е. то, что мы получаем из средств массовой информации. Кроме того, это опыт всего человечества, исторические, культурные и национальные традиции и др.;

• обыденная – та, которой мы обмениваемся в процессе общения;

• эстетическая – изобразительное искусство, музыка, театр и др.;

• специальная – научная, производственная, техническая, управленческая.

2.

Информация нам нужна для того, чтобы принимать правильные решения. Рассмотрим свойства информации, т.е. качественные признаки.

1 . Объективность информации. Информация – это отражение внешнего мира, а он существует независимо от нашего сознания и желания. Поэтому в качестве свойства информации можно выделить ее объективность. Информация объективна, если она не зависит от чьего-либо мнения, суждения. Пример. Сообщение “На улице тепло” несет субъективную информацию, а сообщение “На улице 220С” - объективную (если термометр исправен).

Объективную информацию можно получить с помощью исправных датчиков, измерительных приборов. Но, отражаясь в сознании конкретного человека, информация перестает быть объективной, т.к. преобразовывается (в большей или меньшей степени) в зависимости от мнения, суждения, опыта, знания или “вредности” конкретного субъекта.

2. Достоверность информации. Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Объективная информация всегда достоверна, но достоверная информация может быть как объективной, так и субъективной. Достоверная информация помогает принять нам правильное решение. Недостоверной информация может быть по следующим причинам:

• Преднамеренное искажение (дезинформация);

• Искажение в результате воздействия помех (“испорченный телефон”);

• Когда значение реального факта преуменьшается или преувеличивается (слухи, рыбацкие истории).

3. Полнота информации. Информацию можно назвать полной, если ее достаточно для понимания и принятия решения. Например, мечта историка – иметь полную информацию о минувших эпохах. Но историческая информация никогда не бывает полной, и полнота информации уменьшается по мере удаленности от нас исторической эпохи. Даже события происходившие на наших глазах, не полностью документируются, многое забывается, и воспоминания подвергаются искажению.

Неполная информация может привести к ошибочному выводу или решению. Не зря русская пословица гласит: “Недоученный хуже неученого”.

4. Актуальность (своевременность) информации – важность, существенность для настоящего времени. Только вовремя полученная информация может принести необходимую пользу. Неактуальной информация может быть по двум причинам: она может быть устаревшей (прошлогодняя газета) либо незначимой, ненужной (например, сообщение о том, что в Италии снижены цены на 5%).

5. Полезность или бесполезность (ценность) информации. Так как границы между этими понятиями нет, то следует говорить о степени полезности применительно к нуждам конкретных людей. Полезность информации оценивается по тем задачам, которые мы можем решить с ее помощью.

Самая ценная для нас информация – достаточно полезная, полная, объективная, достоверная и новая. При этом примем во внимание, что небольшой процент бесполезной информации даже помогает, позволяя отдохнуть на неинформативных участках текста. А самая полная, самая достоверная информация не может быть новой.

С точки зрения техники свойство полезности рассматривать бессмысленно, так как задачи машине ставит человек.

6. Понятность. Информация понятна, если она выражена на языке, доступном для получателя.

Л юбой человек постоянно занят какой-то работой с информацией: читает книги, подсчитывает стоимость покупки, пересказывает другому человеку какие-то сведения, заучивает правила, решает задачи и многое другое. Профессии многих людей связаны исключительно с информационной деятельностью: это учителя, студенты, журналисты, ученые, переводчики, писатели, библиотекари, работники архивов и многие другие. Можно ли найти что-то общее в столь разнообразных видах работы с информацией? Оказывается, можно! Любая информационная деятельность человека сводится к выполнению трех основных видов информационных процессов:

• хранения информации

• передачи информации

• обработки информации.

Хранение информации. Люди хранят информацию либо в собственной памяти (иногда говорят — «в уме»), либо на каких-то внешних носителях, чаще всего — на бумаге.

Те сведения, которые мы помним, всегда нам доступны. Например, если вы запомнили таблицу умножения, то вам никуда не нужно заглядывать для того, чтобы ответить на вопрос: сколько будет пятью пять? Каждый человек помнит свой домашний адрес, номер телефона, а также адреса и телефоны близких людей. Если же понадобится адрес или телефон, который вы не помните, то поможет записная книжка или телефонный справочник.

Память человека можно условно назвать оперативной. Здесь слово «оперативный» является синонимом слову «быстрый». Сохраненные в памяти знания воспроизводятся человеком мгновенно. Свою память мы еще можем назвать внутренней памятью. Тогда информацию, сохраненную на внешних носителях (в записных книжках, справочниках, энциклопедиях, магнитных записях), можно назвать нашей внешней памятью. Чтобы воспользоваться такой информацией, ее сначала нужно поместить во внутреннюю память. Например, прочитать номер телефона в записной книжке, а потом использовать эту информацию по назначению (набрать номер на аппарате).

Наша внутренняя память не всегда надежна. Человек нередко что-то забывает. Информация на внешних носителях хранится дольше, надежнее. Именно с помощью внешних носителей люди передают свои знания из поколения в поколение.

Передача информации. Очень часто любому человеку приходится участвовать в процессе передачи информации. Передача может происходить при непосредственном разговоре между людьми, через переписку, с помощью технических средств связи: телефона, радио, телевидения. Такие средства связи называются каналами передачи информации.

В процессе передачи информация может искажаться или теряться, если информационные каналы плохого качества. Многие знают, как трудно общаться при плохой телефонной связи.

Передача информации — всегда двусторонний процесс: есть источник и есть приемник информации. Источник передает (отправляет) информацию, а приемник ее получает (воспринимает). Читая книгу или слушая учителя, вы являетесь приемником информации, рассказывая товарищу последние новости или отвечая на уроке — источником информации. Каждому человеку постоянно приходится переходить от роли источника к роли приемника информации и обратно.

Обработка информации — третий вид информационных процессов. Вот хорошо вам знакомый пример — решение математической задачи. Например, даны значения сторон прямоугольника. Нужно определить его площадь. Чтобы решить такую задачу, кроме исходных данных ученик должен знать математическое правило, с помощью которого можно найти решение. Применяя это правило, получаем искомую величину. В данном примере процесс обработки заключается в том, что новая информация получается путем вычислений, произведенных над исходной информацией. Вычисление — лишь один из вариантов обработки информации. Если путем обработки исходной информации получается другая, то это совсем не обязательно должны быть математические расчеты. Вспомните истории Шерлока Холмса, героя книг Конан Дойля. Имея в качестве исходной информации часто очень запутанные показания свидетелей и косвенные улики, Холмс с помощью логических рассуждений прояснял всю картину событий и разоблачал преступника. Человеческая логика - это система правил, с помощью которой из одной информации можно вывести другую.

Процесс обработки информации не всегда связан с получением каких-то новых сведений. Например, учитель русского языка проверяет написанные вами сочинения на тему «Как я провел лето». Исправив ошибки, он вносит изменения не в содержание сочинений, а в их форму. Перевод текста с одного языка на другой — это тоже пример процесса обработки информации, изменяющего форму, но не содержание текста. К информационным процессам обработки относится кодирование информации.