Информатика. В 2 частях. Ч.1. Теоретические основы информатики. Учебное пособие

ГЛАВА 2. ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

2.1. Понятие, структура и задачи информатики

Рост производства, накопления и потребления информации во всех отраслях человеческой деятельности является фундаментальной чертой цивилизации. Вся жизнь человека так или иначе связана с получением, накоплением и обработкой информации. Что бы человек ни делал, он постоянно и непрерывно получает и обрабатывает информацию.

Начиная с XVII в. объем накопления научной информации удваивался примерно каждые 10–15 лет. В настоящее время специалист должен тратить около 80% рабочего времени, чтобы уследить за новыми печатными работами в своей области деятельности. Увеличение объема информации и растущий спрос на нее обусловили появление целой отрасли, связанной с автоматизацией обработки информации, – информатики.

После Второй мировой войны возникла и стала бурно развиваться кибернетика (греч. kybernetike – искусство управления) – наука об общих законах получения, хранения, передачи и переработки информации. Рождение кибернетики принято связывать с опубликованием в 1948 г. американским ученым Норбертом Винером книги, в которой были показаны пути создания общей теории управления и заложены основы методов рассмотрения проблем управления и связи для различных систем с единой точки зрения.

Одновременно с развитием электронных вычислительных машин кибернетика превратилась в общую науку о преобразовании информации. Вскоре в мировой науке вслед за появлением термина «кибернетика» стало использоваться англоязычное понятие computer science (компьютерная наука), а чуть позже (на рубеже 60–70-х гг. ХХ столетия) французы ввели термин informatique, получивший сейчас широкое распространение. В русском языке раннее употребление термина «информатика» связано с узкоконкретной областью изучения структуры и общих свойств научной информации.

Выделение информатики как самостоятельной области человеческой деятельности связано в первую очередь с развитием информационных технологий. При этом она не существует сама по себе, а тесно взаимосвязана с различными науками и отраслями народного хозяйства, поскольку изучает информационные процессы в обществе людей, а также в живой и неживой природе.

Итак, информатика – это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютерной техники. С другой стороны, информатика – это наука, занимающаяся изучением форм и методов сбора, передачи, хранения,

21

накопления и обработки информации. В то же время информатика занимается изучением и решением комплекса проблем, связанных с эффективным использованием информационных ресурсов общества.

Информатику можно рассматривать с двух разных позиций:

−как фундаментальную науку, которая исследует закономерности информационных процессов любой природы и занимается разработкой информационного обеспечения управления различными объектами на базе полученных результатов исследования информационных процессов (первая задача информатики);

−как прикладную дисциплину, которая создает информационные модели в различных областях человеческой деятельности и разрабатывает современные информационные технологии для всех

сфер жизни (вторая задача информатики).

Сегодня достижения информатики находят широкое применение практически во всех областях человеческой деятельности. В каждой области научного знания информатика преломляется в прикладное направление, основанное на использовании особенностей информационных процессов и свойствах конкретных видов информации, циркулирующих в данной области. Это привело к возникновению прикладной информатики: экономической, социальной, правовой и т.д.

Естественно, что каждое из прикладных направлений информатики имеет в своем арсенале весь набор средств и методов общей информатики в целом. Однако особенности информационной работы в конкретных видах деятельности приводят к необходимости использования специфики изучаемой информации и информационных процессов и, следовательно, к развитию общей теории с использованием этих особенностей.

Структурно информатика представляет собой три взаимосвязанные части, среди которых невозможно выделить главную:

−технические средства (Hardware – «железо»);

−программные средства (Software – «программы»);

−алгоритмические средства (Brainware – «мозги»).

Цель курса информатики состоит в том, чтобы помочь всем

желающим изучить основы компьютерной грамотности, познакомиться с техническими и программными средствами электронных вычислительных машин (особенно современных персональных компьютеров).

2.2. Понятия «информация», «данные», «знания»

Существование информатики немыслимо без ее основного ресурса

– информации. Само понятие (лат. informatio – разъяснение, изложение) первоначально означало сведения, передаваемые людьми устным, письменным или другим способом (с помощью условных

22

сигналов, технических средств и т.д.), с середины XX в. – это общенаучное понятие, включающее обмен сведениями между людьми, человеком и автоматом, автоматом и автоматом, обмен сигналами в животном и растительном мире.

В широком смысле информация – это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся в них степень неопределенности (неполноты знаний). В кибернетике информация – это любая совокупность сигналов, воздействий или сведений, которые воспринимаются некоторой системой из окружающей среды. Применительно к автоматизированной обработке данных информация – это последовательность символических обозначений букв, цифр, закодированных графических образов или звуков и т.п., несущая смысловую нагрузку и представленная в понятном компьютеру виде.

Информация передается в виде сообщений, определяющих форму и представление передаваемой информации, например, телепередача или музыкальное произведение, команды регулировщика на перекрестке, фотография или распечатанный на принтере текст, полученные в результате работы программы сведения и т.д. При этом предполагается,

что имеются источник информации и получатель информации.

Бессмысленно говорить об информации без наличия потребителя, хотя бы потенциального.

Для передачи сообщения от источника к получателю необходима некоторая материальная субстанция – носитель информации. Сообщение, передаваемое с помощью носителя, называется сигналом.

Наряду с информацией часто употребляется понятие данные – это отдельные факты или записанные наблюдения, характеризующие объекты, явления, процессы и их свойства в конкретной предметной области, которые по каким-то причинам не используются, а только хранятся. Если эти данные используются для уменьшения неопределенности, они становятся информацией, то есть информация – это используемые данные.

На информации основываются знания, обобщающие опыт человека, полученный в ходе выполнения какой-либо практической деятельности (эмпирическим путем), и представляющие собой выявленные в результате мыслительной деятельности человека закономерности предметной области (принципы, связи, законы), позволяющие решать задачи в этой области.

Например, напишем на листе номера телефонов нескольких компаний, работающих на рынке стройматериалов. Это будут данные об объектах в определенной предметной области, которые не используются в текущий момент, а только хранятся. Допустим, нам необхо-

23

димо найти цемент для строительства. Используем эти данные – позвоним в эти фирмы. Теперь уже данные становятся информацией. А после того как мы узнаем в результате разговора с представителями компаний наличие и цены на необходимый товар (цемент), эта информация станет для нас знаниями.

2.3. Адекватность и качество информации

Адекватность информации – это определенный уровень соответствия создаваемого с помощью полученной информации образа реальному объекту, явлению или процессу.

Адекватность информации выражается в трех формах:

−семантическая (смысловая) адекватность определяет степень соответствия образа и самого объекта. На этом уровне анализируются отражаемые информацией сведения и рассматриваются смысловые связи;

−синтаксическая (структурная) адекватность формально отобра-

жает структурные характеристики информации, не затрагивая ее смыслового содержания. На этом уровне анализируются способ представления и носитель информации;

−прагматическая (потребительская) адекватность отражает отно-

шение информации и потребителя. На этом уровне анализируются полезность и ценность использования информации для выработки управленческих решений пользователя.

Помимо определенного уровня адекватности любая информация

должна обладать следующими основными потребительскими показа-

телями качества:

−содержательность – набор конкретных сведений, описывающих свойства объекта (явления или процесса);

−точность – степень близости используемой информации к реальному объекту (явлению или процессу);

−достаточность (полнота) – минимальный состав информации, достаточный для описания объекта (явления или процесса);

−репрезентативность – правильность отбора и формирования информации в целях адекватного отражения свойств объекта (явления или процесса);

−доступность – представление информации в форме, удобной для восприятия пользователем;

−своевременность (актуальность) – поступление информации в необходимое пользователям время.

24

Обычно при классификации информации применяется смешанная система, когда вся информация одновременно классифицируется по нескольким различным признакам.

2.5.Классификация информации

Внастоящее время информация является одним из основных ресурсов общества. В основу ее классификации может быть положено множество различных признаков.

1. По области возникновения различается информация:

−элементарная, отражающая явления и процессы неживой природы;

−биологическая, отражающая процессы животного и растительного мира;

−социальная, отражающая явления человеческого общества. 2. По способу передачи существует информация:

−визуальная, передаваемая видимыми образами и символами;

−аудиальная, передаваемая звуками;

−тактильная, передаваемая ощущениями;

−органолептическая, передаваемая вкусом и запахами.

3. По способу отображения визуальная информация делится:

−на текстовую;

−графическую.

4. По общественному назначению бывает информация:

−массовая, в том числе, экономическая, политическая, социальная;

−личная.

5. По области деятельности человека выделяется информация:

−научная;

−техническая;

−производственная;

−экономическая;

−политическая;

−социальная;

−правовая.

6. По отношению к объекту бывает информация:

−входная, поступающая в объект;

−выходная, поступающая из объекта в другой объект.

7. По месту возникновения существует информация:

−внутренняя, возникающая внутри объекта;

−внешняя, возникающая за пределами объекта.

26

с экономической информацией, которая сопровождает и отражает процессы производства, распределения, потребления материальных благ и услуг и обмена ими. Экономическая информация является важнейшей составной частью управленческой информации.

Экономическая информация – это совокупность сведений,

отражающих социально-экономические процессы и служащих для управления этими процессами и коллективами людей в производственной и непроизводственной сферах.

Экономическая информация имеет свои особенности:

−дискретность – информация характеризует состояние объекта или процесса в определенный момент либо за определенный интервал времени и представляется (преимущественно) в цифровой форме;

−срочность – информация имеет определенные сроки представления;

−массовость – информация характеризуется большим объемом переменных и условно-постоянных данных;

−обрабатываемость – информация обладает способностью к преобразованию и группировке по определенным признакам;

−многоплановость – информация характеризуется возможностью использования одних и тех же данных разными потребителями, в том числе одновременно.

Впоследнее время широко употребляется термин «правовая информация», особенно в юридической сфере. Правовая информация – это совокупность правовых актов и связанных с ними справочных, нормативных и других материалов, охватывающих все сферы правовой деятельности.

Многообразие правовой информации привело к необходимости ее классификации. Всю правовую информацию можно разделить на три группы:

−официальная правовая информация включает нормативную и иную информацию, исходящую от государственных органов; она имеет юридическое значение и направлена на регулирование общественных отношений:

нормативная правовая информация включает документы официального характера, соответствующие стандарту и направленные на установление, изменение или отмену правовых норм. Высшую юридическую силу имеет Конституция РФ. На ее основе органами законодательной власти принимаются законы, во исполнение законов органами исполнительной власти издаются подзаконные акты, которые конкретизируют нормы законов или устанавливают новые нормы, соответствующие и не противоречащие законам;

28

ненормативная правовая информация включает документы официального характера, разъясняющие действующие нормы (например, акты толкования Конституции РФ), а также правовые акты, принимаемые судебными, прокурорскими и другими органами;

информация индивидуально-правового характера также имеет юридическое значение, но исходит не от полномочных государственных органов, а от различных субъектов права, не имеющих властных полномочий (различного рода жалобы, заявления, договоры и т.п.);

неофициальная правовая информация не влечет правовых последствий (образцы деловых бумаг, комментарии к законодательству, материалы статистики по правовым вопросам).

29

ГЛАВА 3. ИЗМЕРЕНИЕ И ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ

3.1. Структурные единицы информации

Информация имеет сложную иерархическую структуру, которая определяет ее строение и выделение элементов – информационных единиц (ИЕ). Из простых образуются составные единицы информации (СЕИ).

Реквизиты – это элементарные информационные единицы, которые не поддаются дальнейшему логическому делению. Они отражают определенные свойства объекта, процесса, явления и имеют определенное смысловое значение. Различают реквизиты-признаки, которые характеризуют качественные стороны описываемого объекта или процесса (наименование материала, единица измерения, наименование поставщика), и реквизиты-основания, которые характеризуют количественную сторону объекта, процесса или явления (количество поступившего материала).

При обработке над реквизитами-основаниями выполняются арифметические операции, а над реквизитами-признаками – логические (группировка, сортировка и др.).

Синонимами «реквизита» являются слово, элемент, атрибут. Отдельно взятые реквизиты-основания и реквизиты-признаки

экономического смысла не имеют. Поэтому применяются они только в сочетании. Из них компонуются более сложные информационные единицы.

Показатель – это составная информационная единица, которая включает один реквизит-основание и один или несколько реквизитовпризнаков.

С одной стороны, показатель является сложной единицей, которая характеризует количественную и качественную стороны объекта. С другой стороны, это минимальная СЕИ, которая обладает информативностью и поэтому способна образовать документ.

Документ – это набор показателей. Документы могут содержать один или несколько показателей.

Массив – это совокупность информации, содержащейся в различных однородных документах.

Поток – это набор массивов, относящихся к одной функции управления.

Информационная база – это совокупность потоков, характеризующих управленческую работу в целом.

Чтобы подсчитать ресурсы информационной базы, необходимо количественно оценить информацию, для чего используются различные единицы измерения информации – бит и байт.

30