Урок 1. Тема урока. . Информация. Информационные процессы

Урок 1.
Тема урока.
. Информация. Информационные процессы. Данные. Разновидности
информационных сообщений.Поняття об информационном шуме.
Цель : дать ученикам представление об информации ,используя различные.её
значения, расширить понятие даннях,рассказать о разновидностях
информационных сообщений
Тип урока: урок знаний
Оборудование: ПК Электронный ученик (автор Ривкинд «Информатика
(9класс»)
Ход урока
1.Организационный этап.
2. Вступительная беседа.
1. Кабинет информатики – кабинет повышенной опасности.
2. Построение школьного курса информатики
3. Что обозначает слово информация
4. Какие способы передачи информации существуют?
5. Какие существуют носители информации
II. Актуализация опорных знаний.
Фронтальная беседа
1. Как можно передать о том ,что вход запрещён?
2. Какие органы человека отвечают за восприятие
информации
3. Какие существуют виды информации?
4. Назовите основные средства хранения информации для
человека, общества и компьютера.
IV. Изучение нового материала (мини-лекция).
1. Понятие про информацию и способы её
представления.
2. Данные . Разновидности информационных
сообщений.
3. Измерения длины данных
4. Понятие об информационном шуме.
5. Способы передачи и кодирования
сообщений,двоичное кодирование
6. Вычисление системы двоичного кода.
7. Иформационные процессы: сбор, хранение , поиск,
передача, обработка , получение.
Теоретическая часть
1.Понятие об информации.
Информация – сведения о людях, предметах, делах, явлениях,
процессах, которые используются с целью получения знаний и принятия
практических решений.
Информацию можно классифицировать разными способами, и разные
науки делают это по-разному. Например, в философии различают информацию
объективную и субъективную. Объективная информация отображает явления
природы и человеческого общества.
Субъективная информация создается людьми и отображает их взгляд на
объективные явления. Для криминалистики, например, очень почтенно, что
информация бывает полной и неполной, истинной и ошибочной. Юристы
рассматривают информацию как факты. Каждая наука, которая занимается
вопросами, связанными с информацией, вводит свою систему классификации.
Сбор, обработка и передача информации составляют информационный
процесс. Компьютерная техника – материальный носитель для отображения
информации.
Информация владеет четырьмя свойствами. Информацию можно:
создавать, передавать (и, естественно, передавать), хранить и
обрабатывать.
Классификация информации. Экономическая информация.
Исследуя XX ст., научные работники и художники связывают его с
подчинением атома, космоса, с достижениями медицины и технологий. И все эти
кардинальные
изменения
произошли
в
первую
очередь
благодаря
информационной революции.
В процессе управленческой деятельности информация стала более
важным ресурсом, чем материальные, энергетические, трудовые и финансовые
ресурсы. В технологии обработки информации первичные сведения о
производственных и коммерческих операциях, выпуске продукции, фактах
приобретения и продажи товаров, знания и навыка людей, их рабочие
обязанности исполняют роль предметов труда, а получена вследствие этого
информация — продукт труда; она используется для анализа и принятия
управленческих решений. Соответственно, большое значение приобретают
методы обработки и использования информации, а также технические средства,
благодаря которым стало возможным превращение информации на важный
производственный ресурс.
Как отмечено в словаре компьютерных слов, который выдала украинским
языком фирма «Microsoft» в 1991 г. (Комп'ютерний СЛОВНИК. — К.: Україна, 1997., с.
209.), информация — обозначения данных, которые могут быть интерпретированы
человеком. Слово информация образовано от латинского informatio, что означает
изложение, разъяснение какого-то факта, события, явления. В общем понимании
информацию определяют как сводку о той или другую сторону вещественного
мира и процессов, которые в нем происходят. Под информацией сначала
понимали данные, которые передавались людьми устно, в письменном виде или
иным образом с помощью условных сигналов, технических средств и тому
подобное. С середины XX ст. информация — это общенаучное понятие, к
которому входят: обмен данными между людьми, между человеком и автоматом,
между автоматом и автоматом; обмен сигналами в животном и растительном
мире, передача влияния от клетки к клетке, от организма к организму и и тому
подобное.
Данные. Разновидности информационных сообщений.
Данные -это сообщения которые зафиксированы в полном объёме
удобном для чтения ,хранения ,передачи и обработки.
. Виды сообщений и способы восприятий
Виды сообщений
Примеры сообщений
Визуальные,
Сигнали Форма предмета, цвет,
текст, рисунок, скульптура
Звуковые
Музыка.пение птиц,разговорная речь
Тактильные
Твердий хлеб, гладкая поверхность
Вкусовая
Горький перец, сладкая конфета.
Запах
Запах моря, дождя,гари, едкого
Комбинированные
порошка
. Твёрдое, красное, сладкое яблоко.
Сообщение. Для информации важная форма ее представления. Более
привычно выражать информацию естественным языком общения. Одна и та же
информация может иметь разные формы, например сведения о погоде могут быть
выражены русским или украинским, английским или немецким языком.
Язык общения - далеко не единственная форма представления
информации. Когда нужно оперировать с числами и величинами, используют
разные символьные обозначения, например, v - скорость, m - масса, t- время и
тому подобное. В вычислительной технике информацию чаще всего подают в
двоичной системе, то есть с помощью двух чисел O и 1.
Информация, выраженная с помощью букв, чисел, математических
символов, естественного языка, называется сообщением. Сообщение это разные формы представления любой информации.
Например, сообщением является текст данного абзаца или предложения.
Также сообщениями будут такие записи:
2X2 = 4
Алексей прошел 12 километров
Сегодня вторник
1011010001
Однако сообщение не обязательно должно состоять из письменных знаков.
Возможные сообщения, в которых знаками являются условные движения или
жесты, что их часто используют вместо слов для передачи информации (язык
глухонемых, жесты регулировщика на автодороге и тому подобное).
Принцип передачи информации. Современные средства передачи
информации, какими бы сложными они не были, действуют по простой схеме,
предложенной Шеноном (рис. 1). Информация от источника информации
поступает к передатчику, который обычно содержит кодировальное устройство. В
кодировальном устройстве формируется сообщение, которое по каналам связи
передается к получателю. В декодирующем устройстве приемника получателя
происходит превращение сообщения к виду, приемлемому для получателя
информации.
Как каналы связи могут использоваться компьютерные сети (локальные,
Интернет), средства телекоммуникации (телефонные линии, радиотелефоны), а
также внешние накопители информации. Например, на своем компьютере вы
скопировали на дискету новую игру и передали ее приятелю. Дискета в этом
случае – это канал связи между двумя автономными (то есть не подключенными к
сети) компьютерами.
Канал
Источник
Кодировальное
інформації
устройство
зв'язку
Декодирующее
устройство
Получатель
информаци
Сообщения
Рис.1. Схема передачи информации
Сигналы бывают непрерывными (аналоговыми) или дискретными
(импульсными). Непрерывный сигнал описывается функцией, которая плавно
изменяется во времени. Примерами непрерывных сигналов могут быть
электрический сигнал от микрофона, напряжение питания в электросети, сигнал,
подведенный к звуковым колонкам, и тому подобное.
Дискретные сигналы описываются функцией, которая в определенные
моменты времени изменяется скачкообразно.
В соответствии с видами сигналов различают два способа представления
информации:
 аналоговый - с помощью непрерывных сигналов. Примерами
аналоговых способов передачи сигнала является человеческая речь,
радио, звукозапись на магнитные ленты и тому подобное;
 цифровой с помощью дискретных сигналов. Самым ярким
примером дискретного способа изображения информации являются
вычислительные процессы в компьютерах.
Почти все сигналы, что обрабатываются компьютером, являются
дискретными. Например, при нажатии клавиш на клавиатуре формируются
дискретные сигналы, которые поступают в компьютер. Сигналы, которыми
компьютер обменивается с другими устройствами (принтером, монитором и тому
подобное), также являются дискретными.
Много сигналов сначала являются непрерывными, потому перед
обработкой на компьютере их следует превратить в дискретные. Как происходит
такое превращение, проще всего рассмотреть на таком примере: пусть есть
аналоговый сигнал - электрическое напряжение. Это напряжение приблизительно
изображается рядом дискретных значений, то есть в виде ступенчатой функции
(столбиков). Чем больше столбиков и, соответственно, меньшее расстояние
между ними, тем точнее дискретный сигнал будет приближаться к начальному
аналоговому сигналу. Однако увеличение количества столбиков (дискретных
значений, которые учитываются) предопределяет существенный рост объема
вычислений, которые выполняются компьютером. Следовательно, для
вычислений нужен компьютер большей мощности, чтобы хранить и обрабатывать
большие массивы информации.
Количество информации в дискретном сообщении. Единицы измерения
информации.
Рассмотрим
дискретное
сообщение,
которое
состоит
из
последовательности
символов,
например,
01001010001000111010.
Это
сообщение может означать амплитуду сигнала в определенный момент времени,
а может и отвечать паролю пользователя, который вводится в компьютер. В
данном случае это не важно, потому что мы будем рассматривать сообщение
абстрактно, не углубляясь в его содержание.
Как определить количество информации, которое вмещено в приведенном
сообщении? Вспомним, что минимальной единицей информации является бит.
Каждому биту отвечает один разряд у записи двоичного числа.
Количество информации, которая содержится в сообщении из двоичных
чисел, равняется количеству битов в этом сообщении.
В вышеприведенном сообщении 20 двоичных разрядов. То есть количество
информации, которая содержит это сообщение, равняется 20 бит. Получаем
очень простой и наглядный результат: количество информации в двоичном коде
равняется общему количеству 0 и 1.
Понятие кодировки
Как сказано раньше, дискретная форма представления информации
обеспечивает значительные преимущества практически во всех информационных
процессах. Поэтому в тех случаях, когда первичный сигнал имеет аналоговую
форму, осуществляется его преобразование к дискретному виду. В дальнейшем
дискретный сигнал подлежит кодировке.
Кодировка - это отображение дискретного сообщения в виде определенных
соединений символов. Совокупность правил, за которыми выполняется кодировка,
называется кодом (от французского слова code - кодекс, свод законов). Иначе
говоря, код - это правило отображения информации.
Благодаря кодировке компьютер может обрабатывать разнообразную
информацию: числовую, текстовую, графическую, звуковую, видео. Всем этим
видам информации после кодировки предоставляется вид последовательности
электрических импульсов, в которой наличие импульса обозначается единицей, а
его отсутствие - нулем.
Кодировка чисел
Через то что компьютер оперирует с двоичными числами, любую|
введенную к нему информацию нужно подавать в виде двоичного кода. Например,
когда пользователь вводит из клавиатуры десятичные числа, они сразу
превращаются в двоичные числа (это процесс кодировки). С этими числами
компьютер выполняет необходимые арифметические операции. Полученный
результат компьютер может вывести на экран монитора или на принтер. Чтобы
пользователь смог понять выведенную информацию, числа должны быть опять
поданы в десятичной системе (процесс декодирования).
Существуют разные методы преобразования чисел из одной системы в
другую. Рассмотрим самый простой, что называется деление на основание. Пусть
нужно перевести в двоичную систему число 47. Выполним последовательные
деления на 2, а остаток запишем в круглых скобках:
47:2=23+(1)
23:2=11+(1)
11:2=5+(1)
5:2=2+(1)
2:2=1+(0)
Теперь выпишем полученный остаток последовательно снизу вверх (ведь
каждое деление означает переход к старшему разряду). В итоге содержимое
двоичное число 101111. Можете проверить, что оно действительно равняется 47.
Сделаем теперь по описанной схеме обратное превращение числа 101111
в десятичную систему, помня, что основа «новой» системы равняется 10 = (1010)2:
101111 : 1010 = 100 +(111)
100 : 1010 = 0 + (100)
Чтобы получить десятичное изображение числа 47, выражаемый остаток в
десятичных числах: 100 = 4 и 111 =7.
Максимальное
число,
которое
может
обрабатывать
компьютер,
определяется разрядностью процессора. Процессоры первых персональных
компьютеров (ПК), которые появились в начале 80-х годов, были 8-разрядными.
Поэтому максимальное обрабатываемое число не могло превышать (1111 1111)2
= 255. Впоследствии разрядность процессоров выросла: появились 16-, 32- и,
наконец, 64-разрядные процессоры. Соответственно выросли и возможности ПК
относительно обработки числовой информации.
Кодировка текстовой информации. Таблица кодов ASCII.
Кодировки текста, которые вводят в компьютер, происходят самым простым
способом: каждому знаку (символу) отвечает двоичное число. Правила
соответствия или правила кодировки записывают к таблице, которая называется
кодовой.
Кодовая таблица - это таблица, которая устанавливает соответствие между
символами алфавита и двоичными числами. Эти числа называются кодом
символов и отвечают внутреннему изображению символов в компьютере.
Кодовую таблицу называют также кодовой страницей. Как работает кодовая
таблица? Когда вы нажимаете любую клавишу на клавиатуре, электронная схема
клавиатуры формирует определенный двоичный код. Например, если вы нажали
на клавишу цифры «1», клавиатура персонального компьютера сформирует
двоичный код 00110001. При нажатии на клавишу «2» образуется код 00110010 и
тому подобное. В зависимости от нажатой клавиши образуется тот или другой
двоичный код, который задается кодовой таблицей. За основу кодировки
символов в персональных компьютерах взята кодовая таблица ASCII (русским
языком аббревиатура звучит как «а-с-ц-і», или просто «аскі»). ASCII|- это
сокращение от American Standard Code for Information Interchange (американский
стандарт кодов для обмена информацией). В этой таблице каждый символ
кодируется двоичным числом, которое состоит из семи разрядов.
Сколько символов можно закодировать в семиразрядной кодовой таблице?
Поскольку с помощью одного разряда (0 или 1) можно присваивать номера только
двум символам, семиразрядные числа дают возможность перенумеровать
27 = 128 символов. Такого количества возможных кодов хватает для кодировки в
таблице ASCII букв одного алфавита (английского), и остаются еще свободных
кодов для управляющих и разных специальных символов: %, #, &, :, - ", *, $ но др.
Если в компьютере нужно поддерживать два алфавита, например
английский и русский, то семи разрядов кода (128 символов) уже недостаточно.
Поэтому для кодировки символов используется 8-бітний код. Старшие разряды в
кодовой таблице пробегают ряд значений от 0 до 15 (а не от 0 до 7, как в ASCII).
Двоичным кодом длиной 8 битов можно закодировать 28 = 256 символов. Каждому
символу отвечает своя уникальная последовательность из восьми нулей и
единиц, которая может приобретать значение от (00000000)2 до (11111111)2
Обычно для каждого алфавита разрабатывается своя кодовая страница.
Первые 128 кодов (первая половина таблицы) предназначаются для таблицы
ASCII - этих кодов являются стандартными и обязательными для всех кодовых
страниц. Следующих кодов - с 128 до 255 (вторая половина таблицы) - отдаются
под национальный стандарт, то есть под алфавит того или другого языка. В 90-ые
годы был разработан стандарт Unicode, согласно которому для представления
каждого символа используются два байта. Это дает возможность закодировать
очень большое количество символов из разных алфавитов (теоретически 216 =
65536 символов). В документах Unicode могут применяться, например,
математические символы, кириллица, латинские и греческие буквы и даже
китайские иероглифы. При применении стандарта Unicode нет необходимости в
кодовых страницах.
Мы описали преобразование символов (или текста) в двоичные коды, что
выполняется в устройстве ввода. Во время выведения информации из
компьютера происходит обратное преобразование: двоичный код каждого
символа переводится в обычное (графическое) изображение так, чтобы эта
информация могла быть прочитана человеком.
Представление информации в компьютерах. Обработка двоичной
информации.
Компьютер обрабатывает информацию, заданную только в цифровом виде.
Это означает, что любая информация (символьная, звуковая, видео, графическая
и тому подобное) должна превращаться в цифры. Такой процесс называется
кодировкой информации. В компьютере для представления информации
используется всего два символа: ‘’0’’ и ’’1’’. (Например, ’’1’’ – ток проходит по цепи,
а ’’0’’ - ток не проходит). В связи с этим, для выполнения арифметических
операций с числами в ЭВМ применяется двоичная система исчисления.
Основанием двоичной системы исчисления служит число 2. Кроме двоичной
системы исчисления в ЭВМ используются восьмеричная система и
шестнадцатеричная системы исчисления. Они являются основным форматом для
редактирования файлов в случае их корректировки, при отладке программы и
тому подобное. В восьмеричной системе исчисления для записи чисел
используется 8 цифр от’’0’ к ’’7’’, в шестнадцатеричной системе исчисления
используется десять цифр от ’’0’’ до ’’9’’ и шести латинских букв A, B, C, D, E, F.
Наиболее привычная для нас десятичная система исчисления, в которой для
записи чисел используется десять цифр от ’’0’’ к ’’9’’. В современных ЭВМ каждому
символу отвечает последовательность из 8 нулей и единиц, называемая байтом.
Всего существует 256 разных последовательностей из восьми нулей и единиц.
Это позволяет закодировать 256 разных символов (все буквы английского и
русского алфавита, знаки препинаний, цифры, знаки арифметических операций и
так далее).
Измерение длины данных.
Выражают информацию в битах. 1 бит – это минимальное количество
информации в компьютере, это двоичный разряд, который может иметь два
значения: 0 или 1. Как правило, информация компьютера является комбинацией 8
бит, которая называется байтом. Один символ (текстовый или числовой) занимает
1 байт,
совокупность 1024 байт – 1 Кбайт,
совокупность 1024 Кбайт – 1 Мбайт,
совокупность 1024 Мбайт – 1 Гбайт.
совокупность 1024 Гбайт – 1 Тбайт
Для удобства каждый значимый символ превратится в десятичное число от
0 до 256 (то есть 1 байт), которое сохраняется в основной кодовой таблице. Как
стандарт в мире принятая таблица ASCII, первая половина которой (от 0 до 127)
хранит таблицу кодов всех существующих символов, а другая – (от 127 до 255)
предназначенная для размещения символов национальных алфавитов. Каждому
символу отвечает свой собственный код, вот почему буква А латинская и буква А
в кириллице – это различные буквы. При сортировке программы во время анализа
используются именно таблица кодов символов. Символы с кодом от 0 до 31
является такими, которые управляют. Чаще всего в программах используются
такие коды:
13 – код нажатия на клавишу Enter, которая означает окончание набора или
выбор пункта меню;
10 - новая строка;
27 – код нажатия на клавишу Esc, которая означает исключение команды
или завершение работы.
Кодировка изображений. Существует два вида изображений: растровое и
векторное. Растровое раскладывается на точки (пиксели), упорядоченные в
строки и столбцы. Черно-белое изображение – набор точек белого цвета
(отвечает 0) и черного цвета (это 1). Цветное изображение – набор точек разных
цветов (их создает комбинация бит). Такое изображение называют растровым.
Недостатком такого типа изображения является большая емкость памяти,
которую они занимают, а также снижение качества изображения при
масштабировании (уменьшении или увеличении). Растровые изображения
создаются инструментами специальных программ с помощью таких встроенных
инструментов, как кисть, карандаш, распылитель. Растровые изображения
создаются также сканером. Программы для создания растровых изображений –
это Paint, CorelPhoto, PhotoFinish, Adobe Photoshop и тому подобное.
Иным способом создание изображений является его векторная кодировка.
Она заключается в том, что изображение раскладывается на геометрические
фигуры, кривые и прямые линии, параметры которые хранятся в памяти
компьютера в виде математических формул или числовых коэффициентов.
Благодаря этому изображение масштабируется умножением параметров
графических элементов на коэффициент масштаба. Векторные изображения
создаются с помощью программ CorelDraw, Adobe Illustrator, FreeHand и другие.
Понятие об устройствах, которые запоминают.
Для хранения информации (программ и данных) в IBM PC-совместных
компьютерах применяют разные устройства, которые принадлежат к внешней
памяти ПК. При этом под внутренней памятью понимают, прежде всего,
оперативную память (то есть ОЗП). Внешняя память есть, как правило,
долговременной. Если в оперативной памяти данные сохраняются лишь во время
работы программы, то во внешней памяти информация может сохраняться в
течение месяцев и лет. Из-за этого устройства внешней памяти называют также
накопителями. Еще одним отличием внешней памяти от оперативной является ее
енергонезависимость, то есть данные во внешней памяти сохраняются даже при
отключении питания.
Накопитель - это устройство, которое состоит из носителя информации и
повода. Повод является совокупностью механических и электронных
компонентов: корпуса, двигателя, зчитувальної головки, электронной схемы
(контролера) и тому подобное.
Устройства внешней памяти различают прежде всего по типу носителя
информации, а именно:

жесткие магнитные диски;

гибкие магнитные диски;

оптические компакт-диски (CD-ROM, CD-RW);

магнитные ленты.
Для определения определенных накопителей (жестких дисков, дисководов,
гибких дисков, компакт-дисков) в системном блоке ПК есть специальные
монтажные отсеки. Это позволяет компактно размещать все необходимые
устройства внешней памяти в системном блоке, то есть эти вмонтированные
накопители уже и нельзя назвать собственно внешними относительно ПК.
Важными характеристиками устройств внешней памяти является их емкость
и время доступа к информации. Для объяснения времени доступа наведем
знакомый всем пример магнитофонной кассеты как устройства для хранения
звуковой информации. Время доступа до информации, то есть к определенной
мелодии, зависит от расположения мелодии на магнитной ленте и от скорости
перематывания.
Кстати, накопители, в которых время доступа до информации зависит от
расположения на носителе, называются устройствами с последовательным
доступом. Примером такого устройства является магнитная лента. Для того,
чтобы получить доступ; нужной информации, мы должны последовательно
"прокрутить" определенную часть носители
Если время доступа не зависит от расположения информации, то
накопитель является устройством с прямым доступом. Примером является
обычный проигрыватель грампластинок. Время доступа до необходимой мелодии
почти не зависит от расположения мелодии. Это время будет одинаково как для
мелодии на краю грампластинки, так и для мелодии ближе к ее центру.
Практически все устройства внешней памяти, которые содержат диски как
накопители, являются устройствами с прямым доступом.
Принципы записи информации на магнитные диски. Магнитные
диски
имеют такое название благодаря наличию тонкого магнитного слоя на своей
поверхности. Информация записывается на разнообразные
участки
этого
магнитного слоя. Запись происходит по концентрическим кругам - дорожкам.
Все концентрические дорожки разбивают на дуги, которые называются секторами.
Сектор - это наименьший физический участок поверхности диска, на которую
можно записать данные.
Понятно, что чем больше секторов и дорожек на диске, тем большее
количество информации можно на нем разместить. Подавляющее количество
накопителей на магнитных дисках имеет больше одной рабочей поверхности.
Например, на гибких дисках магнитный слой можно наносить с обеих сторон, а в
винчестерах есть не один, а целый набор дисков.
Размечание магнитного диска на дорожки и секторы называется
форматированием (так называемое низкоуровневое форматирование). В
результате|вследствие| форматирования дорожкам и секторам предоставляются
номера. Если во время форматирования на поверхности диска появляются
дефектные места, то на них будет поставлена определенная электронная метка,
которая запрещает запись.
Информационный шум
Американским ученым, одним из основателей теории информации,
Клодом Шенноном была предложена схема процесса передачи
информации по техническим каналам связи, представленная на рис. 1.3.
Работу такой схемы можно пояснить на знакомом всем процессе
разговора по телефону. Источником информации является говорящий
человек. Кодирующим устройством — микрофон телефонной трубки, с
помощью которого звуковые волны (речь) преобразуются в
электрические сигналы. Каналом связи является телефонная сеть
(провода, коммутаторы телефонных узлов, через которые проходит
сигнал). Декодирующим устройством является телефонная трубка
(наушник) слушающего человека — приемника информации. Здесь
пришедший электрический сигнал превращается в звук.
Связь, при которой передача производится в форме непрерывного
электрического сигнала, называется аналоговой связью.
Кодирование и декодирование информации
Под кодированием понимается любое преобразование информации,
идущей от источника, в форму, пригодную для ее передачи по каналу
связи.
На заре эры радиосвязи применялся код азбуки Морзе. Текст
преобразовывался в последовательность точек и тире (коротких и
длинных сигналов) и передавался в эфир. Принимавший на слух такую
передачу человек должен был суметь декодировать код обратно в текст.
Еще раньше азбука Морзе использовалась в телеграфной связи.
Передача информации с помощью азбуки Морзе — это пример
дискретной связи.
В настоящее время широко используется цифровая связь, когда
передаваемая информация кодируется в двоичную форму (0 и 1 —
двоичные цифры), а затем декодируется в текст, изображение, звук.
Цифровая связь, очевидно, тоже является дискретной.
Шум и защита от шума.
Термином «шум» называют разного рода помехи, искажающие
передаваемый сигнал и приводящие к потере информации. Такие
помехи прежде всего возникают по техническим причинам: плохое
качество линий связи, незащищенность друг от друга различных
потоков информации, передаваемых по одним и тем же каналам. Часто,
беседуя по телефону, мы слышим шум, треск, мешающие понять
собеседника, или на наш разговор накладывается разговор других
людей. В таких случаях необходима защита от шума.
В первую очередь применяются технические способы защиты каналов
связи от воздействия шумов. Такие способы бывают самыми разными,
иногда — простыми, иногда — очень сложными. Например,
использование экранированного кабеля вместо «голого» провода;
применение разного рода фильтров, отделяющих полезный сигнал от
шума, и пр.
Клодом Шенноном была разработана специальная теория кодирования,
дающая методы борьбы с шумом. Одна из важных идей этой теории
состоит в том, что передаваемый по линии связи код должен быть
избыточным. За счет этого потеря какой-то части информации при
передаче может быть компенсирована. Например, если при разговоре по
телефону вас плохо слышно, то, повторяя каждое слово дважды, вы
имеете больше шансов на то, что собеседник поймет вас правильно.
Однако нельзя делать избыточность слишком большой. Это приведет к
задержкам и удорожанию связи. Теория кодирования К. Шеннона как
раз и позволяет получить такой код, который будет оптимальным. При
этом избыточность передаваемой информации будет минимально
возможной, а достоверность принятой информации — максимальной.
В современных системах цифровой связи часто применяется следующий
прием борьбы с потерей информации при передаче. Все сообщение
разбивается на порции — пакеты. Для каждого пакета вычисляется
контрольная сумма (сумма двоичных цифр), которая передается вместе с
данным пакетом. В месте приема заново вычисляется контрольная
сумма принятого пакета, и если она не совпадает с первоначальной, то
передача данного пакета повторяется. Так происходит до тех пор, пока
исходная и конечная контрольные суммы не совпадут.
Коротко о главном
Любая техническая система передачи информации состоит из
источника, приемника, устройств кодирования и декодирования и
канала связи.
Под кодированием понимается преобразование информации, идущей от
источника, в форму, пригодную для ее передачи по каналу связи.
Декодирование — это обратное преобразование.
Шум — это помехи, приводящие к потере информации.
В теории кодирования разработаны методы представления передаваемой
информации с целью уменьшения ее потерь под воздействием шума.
7.Иформационные процессы: сбор, хранение , поиск,
передача, обработка , получение.
7. Основные информационные процессы
А теперь зададимся вопросом: что делает человек с полученной
информацией? Во-первых, он ее стремится сохранить: запомнить или
записать. Во-вторых, он передает ее другим людям. В-третьих, человек сам
создает новые знания, новую информацию, выполняя обработку данной ему
информации. Какой бы информационной деятельностью люди не
занимались, вся она сводится к осуществлению трех процессов: хранению,
передаче и обработке 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 понадобился адрес или телефон, которого мы не
помним, то обращаемся к записной книжке или к телефонному справочнику.
Память человека можно условно назвать оперативной. Здесь слово
«оперативный» является синонимом слову «быстрый». Человек быстро
воспроизводит сохраненные в памяти знания. 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.
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
Распространение информации между людьми происходит в процессе ее
передачи. Передача может происходить при непосредственном разговоре
между людьми, через переписку, с помощью технических средств связи:
телефона, радио, телевидения, компьютерной сети.
В передаче информации всегда участвуют две стороны: есть источник и есть
приемник информации. Источник передает (отправляет) информацию, а
приемник ее получает (воспринимает). Читая книгу или слушая учителя, вы
являетесь приемниками информации, работая над сочинением по литературе
или отвечая на уроке, — источником информации. Каждому человеку
постоянно приходится переходить от роли источника к роли приемника
информации.
Передача информации от источника к приемнику всегда происходит через
какой-то канал передачи. При непосредственном разговоре — это звуковые
волны; при переписке — это почтовая связь; при телефонном разговоре —
это система телефонной связи. В процессе передачи информация может
искажаться или теряться, если информационные каналы имеют плохое
качество или на линии связи действуют помехи (шумы). Многие знают, как
трудно бывает общаться при плохой телефонной связи.
Обработка информации
Обработка информации — третий вид информационных процессов. Вот
хорошо вам знакомый пример — решение математической задачи: даны
значения длин двух катетов прямоугольного треугольника, нужно
определить его третью сторону — гипотенузу. Чтобы решить задачу, ученик
кроме исходных данных должен знать математическое правило, с помощью
которого можно найти решение. В данном случае это теорема Пифагора:
«квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов». Применяя эту теорему,
получаем искомую величину. Здесь обработка заключается в том, что новые
данные получаются путем вычислений, выполненных над исходными
данными.
Вычисление — лишь один из вариантов обработки информации. Новую
информацию можно вывести не только путем математических расчетов.
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. Логические
рассуждения — это еще один способ обработки информации.
Процесс обработки информации не всегда связан с получением каких-то
новых сведений. Например, при переводе текста с одного языка на другой
происходит обработка информации, изменяющая ее форму, но не
содержание.
К этому же виду обработки относится кодирование информации.
Кодирование — это преобразование представления информации из одной
символьной формы в другую, удобную для ее хранения, передачи или
обработки.
Особенно широко понятие кодирования стало употребляться с развитием
технических средств хранения, передачи и обработки информации (телеграф,
радио, компьютеры). Например, в начале XX века телеграфные сообщения
кодировались и передавались с помощью азбуки Морзе. Иногда кодирование
производится в целях засекречивания содержания текста. В таком случае его
называют шифрованием.
Еще одной разновидностью обработки информации является ее сортировка
(иногда говорят — упорядочение). Например, вы решили записать адреса и
телефоны всех своих одноклассников на отдельные карточки. В каком
порядке нужно сложить эти карточки, чтобы затем было удобно искать среди
них нужные сведения? Скорее всего, вы сложите их в алфавитном порядке по
фамилиям. В информатике организация данных по какому-либо правилу,
связывающему ее в единое целое, называется структурированием.
Поиск информации
Нам с вами очень часто приходится заниматься поиском информации: в
словаре искать перевод иностранного слова, в телефонном справочнике —
номер телефона, в железнодорожном расписании — время отправления
поезда, в учебнике математики — нужную формулу, на схеме метро —
маршрут движения, в библиотечном каталоге — сведения о нужной книге.
Можно привести еще много примеров. Все это — процессы поиска
информации на внешних носителях: книгах, схемах, таблицах, картотеках.
Информационные процессы в живой природе
Можно ли утверждать, что с информацией и информационными процессами
связана только жизнь человека? Конечно, нет! Науке известно множество
фактов, подтверждаюaщих протекание информационных процессов в живой
природе. Животным свойственна память; они помнят дорогу к месту своего
обитания, места добывания пищи; домашние животные отличают знакомых
людей от незнакомых. Многие животные обладают обостренным обонянием,
несущим им ценную информацию. Конечно, способности животных к
обработке информации значительно ниже, чем у человека. Однако многие
факты разумного поведения свидетельствуют об их способности к
определенным умозаключениям.
Коротко о главном
Информационная деятельность человека связана с осуществлением трех
видов информационных процессов: хранением, передачей и обработкой
информации.
Человек хранит информацию в собственной памяти (внутренняя,
оперативная информация) и на внешних носителях: бумаге, магнитной ленте
и пр. (внешняя информация).
Процесс передачи информации протекает от источника к приемнику по
информационным каналам связи.
Процесс обработки информации связан с получением новой информации,
изменением формы или структуры имеющейся информации. Важным
информационным процессом является поиск информации. Информационные
процессы протекают и в живой природе.
Вопросы и задания
1. Приведите свои примеры профессий, в которых основным видом
деятельности является работа с информацией.
2. Назовите три основных вида информационных процессов.
3. Почему информацию, которую мы «помним наизусть», можно назвать
оперативной? Приведите примеры оперативной информации, которой вы
владеете.
4. Приведите примеры ситуаций, в которых вы являетесь источником
информации, приемником информации. Какую роль за сегодняшний день
вам чаще приходилось выполнять?
5. Приведите различные примеры процесса обработки информации.
Определите, по каким правилам она производится в каждом примере.
Для изучения информатики предлагаю найти на сайте http://www.mon.gov.ua
Электронный учебник автор Ривкинд ( стр.Раздел1. ответить на вопросы)