Билет 2. Вопрос 1
Информационные процессы. Хранение передача и обработка информации
________________________________________
Под информационным понимают процесс, связанный с определенными операциями над информацией, в ходе которого может измениться содержание информации или форма ее представления. В информатике к таким процессам относят получение, хранение, передачу, обработку, использование информации.
Получение информации основано на отражении различных свойств объектов, явлений и процессов окружающей среды. В природе такого рода отражение выражается в восприятии с помощью органов чувств. Человек пошел дальше по этому пути и создал множество приборов, которые многократно усиливают природные способности к восприятию.
Человек воспринимает с помощью органов чувств следующую информацию:
• визуальную (восприятие зрительных образов, различение цветов и т.д.) — с помощью зрения;
• звуковую (или аудиальную, восприятие музыки, речи, сигналов, шума и т.д.) — с помощью слуха;
• обонятельную (восприятие запахов) — с помощью обоняния;
• вкусовую (восприятие посредством вкусовых рецепторов языка) — с помощью вкуса;
• тактильную (посредством кожного покрова восприятие информации о температуре, качестве предметов и т.д.) — с помощью осязания.
Примеры получения информации:
1. динамик компьютера издает специфический звук, хорошо знакомый Васе, — следовательно, пришло новое сообщение по ICQ;
2. с вертолета пожарной охраны в глубине леса замечен густой дым — обнаружен новый лесной пожар;
3. всевозможные датчики, расположенные в сейсмологически неустойчивом районе, фиксируют изменение обстановки, характерное для приближающегося землетрясения.
4. с помощью весов можно получить информацию о массе объекта.
Хранение информации имеет большое значение для многократного использования информации, передачи информации во времени. С точки зрения человека, различная информация, в зависимости от степени ее важности и ценности, может иметь разное по длительности время хранения. Некоторую информацию он хранит в течение всей жизни (а может и передать потомкам), другую же — от нескольких секунд до нескольких дней. Память человека не способна хранить всю получаемую информацию (следует иметь в виду, что получение информации не прекращается ни на секунду). Для долговременного хранения используются книги, в настоящее время — компьютерные носители, устройства внешней памяти и др. Следует заметить, что информация чаще всего хранится для неоднократной дальнейшей работы с ней. В этом случае для ускорения поиска информация должна быть тем или иным образом упорядочена. В библиотеках это картотеки, при хранении с использованием компьютера — базы данных, информационно-поисковые системы и т.д., в простейшем случае — размещение информации в определенных папках. При указанных способах хранения информация хранится в знаковой форме.
Передача информации необходима для того или иного ее распространения. Простейшая схема передачи такова:
источник информации — канал связи — приемник (получатель) информации
Для передачи информации с помощью технических средств необходимо кодирующее устройство, предназначенное для преобразования исходного сообщения источника информации к виду, удобному для передачи, и декодирующее устройство для преобразования кодированного сообщения в исходное.
Тогда схема передачи будет иметь вид:
источник информации — кодирующее устройство — канал связи — декодирующее устройство — приемник (получатель) информации
При передаче информации необходимо учитывать тот факт, что информация при этом может теряться или искажаться, т.е. при передаче информации могут присутствовать помехи. Для нейтрализации помех при передаче информации зачастую используют помехоустойчивый избыточный код, который позволяет восстановить исходную информацию даже в случае некоторого искажения. Другой случай — преднамеренное искажение информации злоумышленниками. На этот счет тоже предусмотрены свои средства. Существует специальная наука, которая разрабатывает способы защиты информации − криптография.
Основными устройствами для быстрой передачи информации на большие расстояния в настоящее время являются телеграф, радио, телефон, телевизионный передатчик, телекоммуникационные сети на базе вычислительных систем.
Обработка информации подразумевает преобразование ее к виду, отличному от исходной формы или содержания информации.
Наиболее общая схема обработки информации такова:
входная информация — преобразователь информации — выходная информация
Процесс изменения информации может включать в себя, например, такие действия: численные расчеты, редактирование, упорядочивание, обобщение, систематизацию и т.д.
Примеры изменения формы информации при обработке: перевод с одного языка на другой, двоичное кодирование изображения и т.д. Вообще, чаще всего, изменение формы информации предполагает наличие процесса кодирования и декодирования.
Частные примеры обработки информации:
1. в приведенном выше примере с сейсмологической станцией после получения информации о приближающемся землетрясении все полученные данные обобщают, процесс землетрясения моделируется и прогнозируются возможные его ход и последствия;
2. учителю приносят личные дела учащихся, поступивших в первый класс. На основе анализа этих материалов учитель составляет классный журнал, где список учащихся составлен в алфавитном порядке, заполнена необходимая справочная информация об учащихся и т.д.;
3. ученый-математик доказывает новую теорему, т.е. на основе имеющейся системы аксиом, определений и ранее доказанных теорем обосновывается новое утверждение.
Живые организмы и растения обрабатывают информацию с помощью своих органов и систем. Компьютер является устройством, которое по разработанным человеком программам производит автоматическую обработку информации. Чаще всего, с точки зрения человека, он действует по принципу "черного ящика", т.е. для определенных наборов данных по указанной, выше схеме позволяет получить соответствующие им выходные результаты (алгоритм обработки при этом неизвестен).
Результаты обработки информации в дальнейшем используются в тех или иных целях.
Деятельность человека, которая связана с процессами получения, преобразования, накопления, передачи и использования информации, управления, называют информационной деятельностью.
Вот основные вехи в процессе развития и совершенствования информационной деятельности человека.
Появление речи. Значительно расширило возможности информационной деятельности человека, в особенности передачи информации.
Возникновение письменности. Дало возможность долговременного хранения информации и передачи накопленных знаний и культурных ценностей последующим поколениям.
Изобретение книгопечатания. Революция в мире тиражирования знаний, хранящихся в письменном виде. Расширение научной информации, развитие художественной литературы и т.д.
Возможность быстрого тиражирования книг приводит к росту количества библиотек, архивов, аккумулирующих знания человечества. Целенаправленная обработка информации по-прежнему остается прерогативой человека.
Изобретение ЭВМ — универсальных инструментов информационной деятельности. В последние десятки лет рост объема информации настолько велик, что это стало o6ъективной предпосылкой появления такого рода инструментов. Практически во все сферы информационной (да и не только) деятельности человека внедряются компьютеры.
Разработка способов и методов представления информации, технологий решения повседневных и научных задач с использованием компьютеров стала важным аспектом деятельности людей многих профессий.