Информация. Информационные процессы

Основные понятия информатики

Информатика– научная дисциплина, изучающая вопросы, связанные с поиском, сбором, хранением, преобразованием информации в самых разных сферах человеческой деятельности.

Генетически информатика связана с вычислительной техникой, компьютерными системами и сетями, так как именно компьютеры позволяют порождать, хранить и автоматически перерабатывать информацию в таких количествах, что научный подход к информационным процессам становится одновременно необходимым и возможным.

В качестве источников информатики можно назвать две науки – документалистику и кибернетику.

Документалистика сформировалась в конце 19 века в связи с бурным развитием производственных отношений. Ее расцвет пришелся на 20-30 годы 20 века, а основным предметом стало изучение рациональных средств и методов повышения эффективности документооборота.

После второй мировой войны возникла и начала бурно развиваться кибернетика.

Кибернетика – это наука об общих принципах управления в живых и искусственных системах: технических, биологических, социальных и др.

Рождение кибернетики принято связывать с опубликованием в 1948 году американским математиком Норбертом Винером книги «Кибернетика или управление и связь в животном и машине». В этой книге были показаны пути создания общей теории управления и заложены основы методов рассмотрения проблем управления и связи для различных систем с единой точки зрения. Сам термин «кибернетика» происходит от греческого слова kiberneticos – искусный в управлении.

Развиваясь одновременно с развитием электронно-вычислительных машин (ЭВМ), кибернетика со временем превращалась в более общую науку о преобразовании информации.

Вслед за термином “кибернетика” в мировой науке стало использоваться англязычное – Computer science – наука о компьютерной технике.

Позднее в 70-х годах французы ввели термин informatique, образованный путем слияния information (информация) и automatique (автоматика), и обозначающий – наука об автоматической обработке информации.

Главная функция информатики – разработка методов и средств преобразования информации и их использования в организации технологического процесса переработки информации.

Задачи информатики:

· Исследование информационных процессов любой природы.

· Разработка информационной техники и создание новейшей технологии переработки информации на базе полученных результатов исследования информационных процессов.

· Решение научных и инженерных проблем создания, внедрения и обеспечения эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах общественной жизни.

Информация. Информационные процессы

Термин “информация” происходит от латинского informatio, что означает разъяснение, осведомление, изложение

Понятие информация является одним из фундаментальных в современной науке вообще и базовым для информатики. Информацию наряду с веществом и энергией рассматривают в качестве важнейшей сущности мира, в котором мы живем. Однако если задаться целью формально определить понятие «информация», то сделать это будет чрезвычайно сложно. Аналогичными «неопределяемыми» понятиями, например, в математике является «точка» или «прямая». Так, можно сделать некоторые утверждения, связанные с этими математическими понятиями, но сами они не могут быть определены с помощью более элементарных понятий.

В широком смысле информация – это общенаучное понятие, включающее в себя обмен сведениями между людьми, обмен сигналами между живой и неживой природой, людьми и устройствами.

Информация – сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают степень неопределенности, неполноты имеющихся о них знаний.

Одной из важнейших разновидностей информации является информация экономическая. Ее отличительная черта – связь с процессами управления коллективами людей, организацией. Экономическая информация сопровождает процессы производства, распределения, обмена и потребления материальных благ и услуг.

Экономическая информация – совокупность сведений, отражающих социально-экономические процессы и служащих для управления этими процессами и коллективами людей в производственной и непроизводственной сфере.

С понятием информация связаны такие понятия, как сообщение, сигнал, данные.

Сообщение– это информация, передаваемая в определенной форме представления.

Примерами сообщений являются музыкальное произведение; телепередача; команды регулировщика на перекрестке; текст, распечатанный на принтере; данные, полученные в результате работы составленной вами программы и т.д.

Можно привести следующую классификацию форм представления информации человеком:

· Текст на естественном языке в устной или письменной форме.

· Графическая форма: рисунки, схемы, чертежи, карты, графики, диаграммы.

· Символы формального языка: числа, математические формулы, ноты, химические формулы и пр.

Одно и то же информационное сообщение (статья в газете, объявление, письмо, телеграмма, справка, рассказ, чертёж, радиопередача и т.п.) может содержать разное количество информации для разных людей — в зависимости от их предшествующих знаний, от уровня понимания этого сообщения и интереса к нему.

Так, сообщение, составленное на японском языке, не несёт никакой новой информации человеку, не знающему этого языка, но может быть высокоинформативным для человека, владеющего японским. Никакой новой информации не содержит и сообщение, изложенное на знакомом языке, если его содержание непонятно или уже известно.

Информация есть характеристика не сообщения, а соотношения между сообщением и его потребителем. Без наличия потребителя, хотя бы потенциального, говорить об информации бессмысленно.

В случаях, когда говорят об автоматизированной работе с информацией посредством каких-либо технических устройств, обычно в первую очередь интересуются не содержанием сообщения, а тем, сколько символов это сообщение содержит.

Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т.п.), несущую смысловую нагрузку и представленную в понятном компьютеру виде. Каждый новый символ в такой последовательности символов увеличивает информационный объём сообщения.

Действия, выполняемые с информацией, называютсяинформационными процессами.

Виды носителей:

1) вещественные объекты: графитовый, чернильный или иной след на бумаге, дерево, камень, шнур – для хранения информации может использоваться либо количество объектов (щепок, камешков), либо изменение их (зарубки, срезы, узелки), бородка ключа с выемками и бороздками, соответствующими замку, оптический диск с нанесенными неровностями поверхности и т.д.;

2) волны и поля различной природы: акустические (звуковые) волны, электромагнитные волны (свет, радиоволны, низкочастотные электромагнитные колебания и др.), электростатический заряд, гравитационное поле (тяготение) и т.д.;

3) состояние вещества: температура, давление, объем (изменение объема столбика жидкости в термометре дает информацию о температуре), концентрация раствора, уровень намагниченности (участки с разной намагниченностью ферропокрытия магнитных лент и дисков), состояние нервных волокон человеческого мозга и т.д.

2) Обработка информации – это преобразование одного вида информации в другой по строгим формальным правилам.

Примеры такой обработки информации.

· Получение новой информации из исходной путем выполнения над нею математических и логических операций (вычисление дискриминанта квадратного уравнения и определение наличия его корней в результате сравнения дискриминанта с нулем).

· Представление информации в различных формах без изменения содержания (текст, записанный на разных языках или в зашифрованном виде).

· Расположение информации в определенном порядке (сортировка по алфавиту).

· Поиск информации, удовлетворяющей заданным требованиям, в большом информационном массиве (книги по заданной теме в библиотеке, номер авиарейса в нужном направлении в подходящее время).

3) Передача информация осуществляется в виде сообщений от некоторого источника информации к её приёмнику посредством канала связи между ними. Так, при передаче речевого сообщения в качестве такого канала связи можно рассматривать воздух, в котором распространяются звуковые волны, а в случае передачи письменного сообщения (например, текста, распечатанного на принтере) каналом сообщения можно считать лист бумаги, на котором напечатан текст.

Передача информации по каналам связи часто сопровождается воздействием помех, вызывающих искажение и потерю информации, в этом случае предусматривают защиту от помех.

Сигнал – способ передачи информации. Он представляет собой физический процесс, имеющий информационное значение.

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.

В общем случае схема передачи информации представлена на рис. 1.

Сигналы делятся на два типа: дискретные и аналоговые.

Аналоговый (непрерывный) сигнал – сигнал, непрерывно меняющийся во времени. Например, плавное изменение давления газа в сосуде, колебания плотности воздуха, передающие звук (звуковая волна), изменение яркости свечения нити накаливания и т.д.

Дискретный (прерывистый, цифровой) сигнал – сигнал, который может принимать конечное число значений в конечное число моментов времени. Например, положение переключателя каналов телевизора, положение семафорной стрелки, флажковый код на кораблях, азбука Морзе и т.д. В этом случае сообщение, передаваемое с помощью таких сигналов, называется дискретным сообщением. Информация, передаваемая источником, также называется дискретной.

Пример дискретного сообщения – процесс чтения книги, информация в которой представлена текстом, то есть дискретной последовательностью отдельных значков (букв). Примером непрерывного сообщения служит человеческая речь, передаваемая модулированной звуковой волной.

С позиции информатики ей важен факт регистрации сигналов. Результат регистрации сигналов информатика рассматривает как данные.

Таким образом, в информатике данные — это зарегистрированные сигналы.

Данные– это информация, представленная в формализованном виде и предназначенная для обработки ее техническими средствами, например, ЭВМ.