Новини
Користувач
Пароль
Реєстрація
Зворотній зв’язок
Інструкція
Для учнів
Для вчителів
.
Як ви використовуєте Інтернет у навчанні?
шукаю потрібну інформацію
користуюсь перекладачем
спілкуюсь на форумах
проходжу онлайн-тестування

Інформація. Інформаційні процеси та системи.

У процесі пізнання навколишнього світу людина отримує інформацію з допомогою своїх органів відчуття, але цього недостатньо для того, щоб правильно орієнтуватися у світі. Впродовж усього життя людина змушена не тільки отримувати, але і зберігати інформацію. У процесі спілкування з іншими людьми людина передає і приймає інформацію. Для досягнення якої небудь мети люди змушені її аналізувати (знаходити спільне, виявляти відмінності, виділяти взаємозв'язки та закономірності, тобто її обробляти). Людина живе у світі інформації та бере участь у всіляких інформаційних процесах.
Якщо зрізати дерево, то за кільцями можна визначити, скільки дереву років, дощовим або посушливим був кожен рік його життя. Отже, дерево зберігає інформацію про своє життя. З жолудя виростає дубок, з пшеничного зерна - колос, а це значить, що в насінні зберігається інформація про рослини. Коли ми вчимо правило або вірш, ми зберігаємо їх у пам'яті. Книги, газети, журнали зберігають для нас з вами події минулих років.
Отже, у передачі інформації беруть участь дві сторони:
• джерелом може бути як людина, так і пристрій, що передає інформацію,
• приймач - людина або пристрій, який її отримує.
Розмовляючи, ми передаємо один одному інформацію. У міру розвитку технічного прогресу люди придумали багато пристроїв для передачі інформації: телевізор, радіо, телеграф, телефон, ЕОМ.
Термін «інформація» походить від латинського слова informatio, що означає роз'яснення, висловлювання, обізнаність. Саме слово інформація лише порівняно недавно стало перетворюватися в точний термін. До цього інформацію сприймали як те, що присутнє в мові, письмі або передається при спілкуванні. Зараз зміст, що вкладається в це поняття, дуже змінився та розширився. Виникла особлива математична дисципліна — теорія інформації. Хоча в теорії інформації і вводиться кілька її конкретних визначень, все ж вони не охоплюють всього об'єму цього поняття. Тому більшість вчених у наші дні відмовляються від спроб дати конкретне визначення, схиляючись до того, щоб розглядати інформацію як первинне, невизначене поняття.
Американський інженер Клод Шеннон (1940-ті) запропонував теорію інформації.
По-перше, є джерело інформації. Воно передає повідомлення через передавач. Сигнал проходить в просторі, де він зустрічається з перешкодами. Потім сигнал потрапляє на приймач. Далі це повідомлення направляється за призначенням.
Виділяють такі основні властивості інформації: вірогідність і повноту, цінність і актуальність, зрозумілість і доступність. Інформація вірогідна якщо вона не спотворює істинного стану справ. Інформація повна, якщо її достатньо для розуміння і прийняття рішення. Цінність інформації залежить від того, які завдання ми будемо вирішувати за її допомогою. Актуальну інформацію важливо мати під час роботи в умовах, що змінюються. Інформація повинна виражатися зрозумілими словами.
Можна виділити такі види інформації:
1) текстова — інформація, яка міститься у друкованій літературі або відображається технічними пристроями у вигляді текстів;
2) графічна — картини, малюнки, графіки, діаграми, схеми тощо (сюди слід віднести і відеоінформацію);
3) чисельна — набори числових даних;
4) звукова — усне мовлення, музичні мелодії, шумові ефекти;
5) керуюча — вказівки, команди, накази, які передаються певними виконавцями. Ними можуть бути живі істоти та технічні пристрої.
Інформацію передають за допомогою повідомлень. Повідомлення передають за допомогою послідовності сигналів від джерела до приймача інформації. Середовище, через яке здійснюється передавання сигналів від джерела до приймача, називають каналом зв’язку.
Повідомлення може бути звукове, письмове, подане за допомогою сигналів, тобто засобів деякого алфавіту. Прикладами повідомлень є: показання вимірювального пристрою, дорожні знаки, текст телеграми, розповідь оповідача, відповідь учня тощо.
Існує проблема однозначного тлумачення повідомлення різними людьми, оскільки одну і ту ж інформацію можна подати за допомогою різних повідомлень. І навпаки, одне і те саме повідомлення може нести різну інформацію для різних людей.
Ту частину повідомлення, яка не несе корисної інформації, називають шумом. Деколи велике за обсягом повідомлення містить мало інформації (багато шуму), і навпаки, мале повідомлення – багато. Тому потрібно розрізняти поняття обсяг текстового повідомлення та кількість інформації у повідомленні, а повідомлення треба складати так, щоб шум у ньому був мінімальним.
Слід пам’ятати, що інформація може перетворюватися на шум, і навпаки, шум може перетворюватись на інформацію.
Люди в своїй діяльності постійно зустрічаються з необхідні¬стю опрацьовувати повідомлення. Читаючи книгу, розглядаючи предмети, людина обробляє, запам'ятовує, накопичує інформа¬цію.
Для того щоб інформація стала надбанням багатьох людей, необхідно мати змогу зберігати її. Однак мало навчитися зберіга¬ти інформацію, ще необхідно її опрацьовувати, одержувати нову інформацію та передавати її.
На всіх етапах роботи з інформацією людина використовує різні пристрої: наприклад, датчики, компас, ваги, термометр, ба¬рометр тощо.
Зібравши інформацію за допомогою різних датчиків, людина приступає до її опрацювання і перетворення.
Одним із найефективніших сучасних засобів опрацювання ін¬формації є комп'ютер. За допомогою комп'ютера вхідна інфор¬мація опрацьовується за певними алгоритмами, які складаються користувачем. Застосування комп'ютера як інструмента для ро¬боти з інформацією багатогранні та різноманітні. Він дає змогу не лише працювати з відомими моделями об'єктів, але й допома¬гає їх вдосконалювати, а також створювати нові моделі об'єктів.
Середовище, в якому зафіксовано повідомлення, називають носі¬єм повідомлення.
У «докомп'ютерні» часи повідомлення зберігали на різнома¬нітних носіях: папері, картоні, фотокартках, кіноплівці, магніт¬ній стрічці тощо. З появою перших комп'ютерів знайшли широ¬ке використання такі носії, як перфокарти та перфострічки.
Нині ми користуємося різними носіями повідомлень: папір, фото- і кіноплівка, магнітна аудіо- та відео стрічка, магнітні і оп¬тичні компакт-диски тощо.
Щоб передати інформацію, її необхідно певним чином зако¬дувати.
Кодування повідомлень — це перетворення повідомлень без зміни його змісту на інший вигляд за допомогою певного коду.
Код — це набір правил перетворення для кодування.
Одне і те саме повідомлення можна кодувати по-різному. Од¬нією із систем кодування є азбука. Можна кодувати і звуки. Од¬нією з таких систем кодування є ноти. Зберігати можна не тільки текстову та звукову інформацію. У вигляді кодів зберігаються і зображення. Якщо розглянути малюнок через збільшувальне скло, то видно, що він складається із точок. Координати кожної точки можна запам'ятати у вигляді чисел. Колір кожної точки також можна запам'ятати у вигляді чисел. Такі числа можуть збе¬рігатися у пам'яті комп'ютера і передаватися на відстані. Таким чином, коли на комп'ютері опрацьовується зображення, то на¬справді комп'ютерні програми змінюють числа, якими окремі точки зображення подані в пам'яті комп'ютера.
Для подання та опрацювання інформації в комп'ютері використовують двійкові коди, що вміщують лише два сим¬воли — 0 і 1.
Біт — найменша одиниця двійкового коду (0 або 1).
Байт — це послідовність з 8 бітів. Загальна кількість різних комбінацій двійкових значень у байті дорівнює 28=256. для коду¬вання різних символів та для їх зберігання в запам'ятовуючих пристроях комп'ютера найчастіше використовують американ¬ський стандартний код для обміну інформацією — АSCII, який являє собою стандартну таблицю кодування знаків.
У розмовній мові часто зустрічаються такі вислови, як передавання інформації, стискування інформації, обробка інформації. В таких випадках завжди йдеться про певне повідомлення, закодоване і передане тим чи іншим способом. Оскільки будь-яке повідомлення може бути закодоване у двійковому вигляді, будемо розглядати тільки повідомлення, складені з бітів, тобто нулів та одиниць.
Інформаційним об'ємом повідомлення називається кількість бітів у цьому повідомленні. Підрахунок інформаційного об'єму повідомлення є суто технічним завданням, оскільки при такому підрахунку зміст повідомлення не відіграє жодної ролі.
Поряд з бітами і байтами використовують і більші одиниці виміру інформаційного об'єму повідомлення:
1 Кбайт (один кілобайт) = 1024 байт;
1 Мбайт (один мегабайт) = 1024 Кбайт;
1 Гбайт (один гігабайт) = 1024 Мбайт.
Швидкість передачі інформації вимірюється кількістю бітів, що передаються за одну секунду. Швидкість передачі біт за одну секунду називається 1 бодом. Похідні одиниці швидкості передачі називаються Кбод, Мбод і Гбод:
1 Кбод (один кілобод) = 1024 біт/с;
1 Мбод (один мегабод) = 1024 Кбод;
1 Гбод (один гігабод) = 1024 Мбод.
Приклад. Нехай модем передає інформацію зі швидкістю 2400 бод. Для передачі одного символу тексту потрібно передати близько 10 бітів. Таким чином, модем здатний за 1 секунду передати близько 2400/10 = 240 символів.
Вся інформація в пам'яті комп'ютера зберігається в двійковій формі, тобто у вигляді послідовностей нулів та одиниць. Причина цього полягає в особливостях фізичної реалізації, при якій електронні елементи комп'ютера можуть перебувати в одному з двох стійких станів: ВИСОКА НАПРУГА - НИЗЬКА НАПРУГА, або Є СТРУМ - НЕМАЄ СТРУМУ тощо. Втім, відомі спроби побудувати цифровий комп'ютер на основі інших систем числення, наприклад, трійкової.
Поняття про системи числення. Сукупність прийомів та правил найменування й позначення чисел називається системою числення. Звичайною для нас і загальноприйнятою є позиційна десяткова система числення. Умовними знаками для запису чисел є цифри.
Система числення, в якій значення кожної цифри в довільному місці послідовності цифр, не змінюється, називається непозиційною. Система числення, в якій значення кожної цифри залежить від місця в послідовності цифр у записі числа, називається позиційною.
Щоб визначити число, недостатньо знати тип і алфавіт системи числення. Для цього необхідно ще додати правила, які дають змогу за значеннями цифр встановити значення числа.
Найпростішим способом запису натурального числа є зображення його за допомогою відповідної кількості паличок або рисочок. Таким способом можна користуватися для невеликих чисел.
Наступним кроком було винайдення спеціальних символів (цифр). У непозиційній системі кожен знак у запису незалежно від місця означає одне й те саме число. Добре відомим прикладом непозиційної системи числення є римська система, в якій роль цифр відіграють букви алфавіту: І - один, V - п'ять, Х - десять, С - сто, Z - п'ятдесят, D - п'ятсот, М - тисяча. Наприклад, 324 = СССХХІV. У непозиційній системі числення незручно й складно виконувати арифметичні операції.
Позиційні системи числення. Загальноприйнятою в сучасному світі є десяткова позиційна система числення, яка з Індії через арабські країни прийшла в Європу. Основою цієї системи є число десять. Основою системи числення називається число, яке означає, у скільки разів одиниця наступного розрядку більше за одиницю попереднього.
Загальновживана форма запису числа є насправді не що інше, як скорочена форма запису розкладу за степенями основи системи числення, наприклад
130678=1*105+3*104+0*103+6*102+7*101+8
Тут 10 є основою системи числення, а показник степеня - це номер позиції цифри в записі числа (нумерація ведеться справа на ліво, починаючи з нуля).
Проблема вибору системи числення для подання чисел у пам'яті комп'ютера має велике практичне значення. В разі її вибору, враховуються такі вимоги, як надійність подання чисел при використанні фізичних елементів, економічність (використання таких систем числення, в яких кількість елементів для подання чисел із деякого діапазону була б мінімальною). Тому найпоширенішою для подання чисел у пам'яті комп'ютера є двійкова система числення.
Двійкова система числення. Будь-яке число у двійковій системі числення записується у вигляді певної послідовності нулів та одиниць.
Переведення цілого числа з десяткової системи числення до двійкової здійснюється шляхом його послідовного цілочисельного ділення на 2, поки в частці не вийде 1. Остання частка та остачі від ділень, якщо їх прочитати справа наліво, утворюють число в двійковій системі.
Інформаційна система - сукупність взаємопов'язаних засобів, методів і персоналу, що використовується для зберігання, обробки та отримання інформації з метою розв’язання конкретної задачі.
В рамках сучасного розуміння інформаційної системи комп'ютер є основним інструментом обробки інформації.
У роботі інформаційної системи можна виділити такі етапи:
Створення даних - формування первинних повідомлень, що фіксують результати певних операцій, властивості об'єктів і суб'єктів управління, параметри процесів, зміст нормативних та юридичних актів тощо.
Накопичення і систематизація даних - організація такого їх розміщення, яке б забезпечувало швидкий пошук і відбір потрібних відомостей, методичне оновлення даних, захист їх від спотворень, втрати, деформування цілісності та ін.
Обробка даних - процеси, внаслідок яких на підставі раніше накопичених даних формуються нові види даних: узагалюючі, аналітичні, рекомендаційні, прогнозні. Похідні дані також можуть зазнавати подальшої обробки, даючи відомості глибшої узагальненості і т.д.
Відображення даних - подання їх у формі, придатній для сприйняття людиною. Передусім - це виведення на друк, тобто виготовлення документів на так званих твердих (паперових) носіях. Широко використовують побудову графічних ілюстративних матеріалів (графіків, діаграм) і формування звукових сигналів.
Види інформаційних систем. Системи бувають штучними і природними. Кожна штучна система створюється з певною метою. Одній меті може відповідати кілька систем, і, навпаки, одній системі може відповідати кілька цілей. Для передачі інформації на відстані можна використовувати різні системи: пошту, телеграф або мережу Інтернет. Всі ці системи відповідають одній меті - передачі інформації, але роблять це з різною швидкістю і різними засобами.
Інформаційні технології. В широкому сенсі слово технологія - це спосіб освоєння людиною матеріального світу за допомогою соціально організованої діяльності, що включає три компоненти: інформаційну (наукові принципи та обґрунтування), матеріальну (знаряддя праці) та соціальну(фахівці, які мають професійні навики). Ця тріада становить сутність сучасного розуміння поняття технологія.
Поняття інформаційної технології з'явилося з виникненням інформаційного суспільства, в якому є не традиційні матеріальні, а інформаційні ресурси: знання, наука, організаційні чинники, інтелектуальні здібності, ініціатива, творчість і т.д. На жаль, це поняття є настільки загальним та всеохоплюючим, що до сих пір фахівці не прийшли до чіткого, формалізованого формулювання. На думку авторів, найбільш вдалим є визначення поняття інформаційної технології дане академіком Глушковим В.М., який трактував її як людино-машинну технологію збирання, обробки та передачі інформації, що ґрунтується на використанні обчислювальної техніки. Ця технологія швидко розвивається, охоплюючи всі види суспільної діяльності: виробництво, управління, науку, освіту, фінансово-банківські операції, медицину, побут та ін.
Поняття інформаційної культури включає в себе:
• вивчення різноманітних джерел інформації;
• опанування способів аналітико-синтетичної переробки навчальної інформації;
• опанування прийомів і засобів самостійного ведення пошуку інформації відповідно до завдань, що виникають під час навчання;
• вивчення і застосування можливостей новітніх інформаційних технологій.
Найбільший обсяг знань, пов’язаних зі сферою інформаційної культури, припадає на вивчення різноманітних джерел інформації, а найбільший обсяг умінь - на опанування способів аналітико-синтетичної переробки інформації.
Предмет інформатики як науки складають:
• апаратне забезпечення засобів обчислювальної техніки;
• програмне забезпечення засобів обчислювальної техніки;
• засоби взаємодії апаратного та програмного забезпечення;
• засоби взаємодії людини з апаратними та програмними засобами.
Засоби взаємодії в інформатиці прийнято називати інтерфейсом. Тому засоби взаємодії апаратного та програмного забезпечення інколи називають також програмно-апаратним інтерфейсом, а засоби взаємодії людини з апаратними та програмними засобами - інтерфейсом користувача.
Основною задачею інформатики як науки є систематизація прийомів та методів роботи з апаратними та програмними засобами обчислювальної техніки. Мета систематизації полягає у тому, щоб виділити, впровадити та розвинути передові, найбільш ефективні технології автоматизації етапів роботи з даними, а також методично забезпечити нові технологічні дослідження.
Інформатика - практична наука. Її досягнення повинні проходити перевірку на практиці і прийматися в тих випадках, коли вони відповідають критерію підвищення ефективності.
На всіх етапах технічного забезпечення інформаційних процесів для інформатики ключовим питанням є ефективність. Для апаратних засобів під ефективністю розуміють співвідношення продуктивності обладнання до його вартості. Для програмного забезпечення під ефективністю прийнято розуміти продуктивність користувачів, які з ним працюють. У програмуванні під ефективністю розуміють обсяг програмного коду, створеного програмістами за одиницю часу. В інформатиці все виключно орієнтоване на ефективність. Питання як здійснити ту чи іншу операцію, для інформатики є важливим, але не основним. Основним є питання як здійснити дану операцію ефективно.
Повернутись