I. Изучите теоретический материал. II. Сделайте конспект изученного материала и отправьте фотографию выполненной работы преподавателю Колесниченко Е.А. I. Информация и информационные процессы 1.1. 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. 1.2. 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 1 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, называются информационными процессами. Информационные процессы: поиск, сбор, хранение, передача, обработка, использование, защита и некоторые другие. Среди перечисленных можно выделить три основных типа информационных процессов: хранение, передача, обработка. Остальные информационные процессы в той или иной мере можно отнести к одному из трех типов. 2 1) Хранение информации. С процессом хранения информации связано понятие носителя. Носитель – это среда для записи и хранения информации. 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. 3 Помехи Защита Источник от помех Кодирующе е устройство Канал связи Декодирующее устройство Приемник 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. 1.3. Свойства и виды информации Для потребителя информации очень важны следующие ее свойства: Достаточность (полнота) информации означает, что она содержит минимальный, но достаточный для принятия правильного решения состав (набор показателей). Доступность информации восприятию пользователя обеспечивается выполнением соответствующих процедур ее получения и преобразования. Например, в информационной системе информация преобразовывается к доступной и удобной для восприятия пользователя форме. Актуальность информации определяется степенью сохранения ценности информации для управления в момент ее использования и зависит от динамики изменения ее характеристик и от интервала времени, прошедшего с момента возникновения данной информации. Своевременность информации означает ее поступление не позже заранее назначенного момента времени, согласованного со временем решения поставленной задачи. Точность информации определяется степенью близости получаемой информации к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т.п. Достоверность информации определяется ее свойством отражать реально существующие объекты с необходимой точностью. Измеряется достоверность информации доверительной вероятностью необходимой точности, т.е. вероятностью того, что отображаемое информацией 4 значение параметра отличается от истинного значения этого параметра в пределах необходимой точности. Устойчивость информации отражает ее способность реагировать на изменения исходных данных без нарушения необходимой точности. Также можно отметить такие свойства как объективность, полезность (ценность), понятность, адекватность. Классифицировать информацию можно по разным признакам. По способу восприятия: 1) зрительная (визуальная) – воспринимаемая с помощью глаз; 2) звуковая (аудиальная) – воспринимаемая на слух; 3) тактильная – воспринимаемая с помощью осязания, на ощупь; 4) вкусовая – восприятие вкусовых ощущений; 5) обонятельная – восприятие запахов. По форме представления: 1) текстовая; 2) числовая ; 3) графическая; 4) звуковая. По месту возникновения: 1) входная – информация, поступающая в фирму или ее подразделения; 2) выходная – информация, поступающая из фирмы в другую фирму, организацию (подразделение); 3) внутренняя – информация возникает внутри объекта; 4) внешняя – информация за пределами объекта. Пример: содержание указа правительства об изменении уровня взимаемых налогов для фирмы является, с одной стороны, внешней информацией, с другой стороны – входной. Сведения фирмы в налоговую инспекцию о размере отчислений в госбюджет являются, с одной стороны, выходной информацией, с другой стороны – внешней по отношению к налоговой инспекции. По стадии обработки: 1) первичная – информация, которая возникает непосредственно в процессе деятельности объекта и регистрируется на начальной стадии; 2) вторичная – информация, которая получается в результате обработки первичной информации и может быть промежуточной и результативной; 3) промежуточная информация используется в качестве исходных данных для последующих расчетов; 4) результативная информация получается в процессе обработки первичной и промежуточной информации и используется для выработки управленческих решений. По стабильности: 1) переменная информация отражает фактические количественные и качественные характеристики производственно-хозяйственной деятельности фирмы; она может меняться для каждого случая как по назначению, так и по количеству, например, количество произведенной продукции за смену, еженедельные затраты на доставку сырья и т.п.; 2) постоянная (условно-постоянная) – это неизменяемая и многократно используемая в течении длительного периода времени информация. Она делиться на справочную (номер цеха, табельный номер сотрудника), нормативную (размер налога на прибыль, размер минимальной оплаты труда) и плановую (план подготовки специалистов, план выпуска продукции). По функциям управления обычно классифицируют экономическую информацию: 1) плановая – информация о параметрах объекта управления на будущий период (план выпуска продукции, ожидаемый спрос на продукцию); 2) нормативно-справочная информация содержит нормативные и справочные данные (оклад служащего, адрес поставщика или покупателя, среднедневная оплата рабочего по разряду); 3) учетная – информация, которая характеризует деятельность фирмы за определенный прошлый период времени (количество проданной продукции за определенный период времени); 5 4) оперативная (текущая) – информация, используемая в оперативном управлении и характеризующая производственные процессы в текущий (данный) период времени (количество изготовленных деталей за час, смену; объем сырья от поставщика на начало рабочего дня). 6
