Понятие об информации
  • что означает термин «информация»;
  • какие виды информации существуют;
  • как человек воспринимает информацию;
  • какими свойствами обладает информация

 

(Материал из учебника "Информатика и ИКТ", автор под редакцией профессора Н.В. Макаровой)

Что такое информация?

Познавая окружающий мир, каждый из нас формирует свое представление о нем. Ежедневно мы узнаем что-то новое — получаем информацию.

Термин «информация» в переводе с латинского означает «разъяснение, изложение, набор сведений». Информация — это очень емкое и глубокое понятие, которому не просто дать четкое определение.

 Информацию вы получаете из разных источников: когда читаете или слушаете, смотрите телепередачу или разглядываете картину в музее, дотрагиваетесь до предмета или пробуете какую-нибудь еду и пр. Информация всегда предназначена конкретному получателю, в некоторых областях деятельности называемому приемником.

 Существует информация для узкого круга людей, специализирующихся и определенной научной области: химии, биологии, математике, физике, информатике, литературе и пр. Такую информа­цию называют научной.

 

Информация, которую вы полу­чаете при знакомстве с произведением искусства (картины, музыкаль­ные произведения, танцы, киноис­кусство), вызывает разнообразные чувства, эмоции, настроение. Такую информацию называют эстетической.

 

 

Для человека важную роль также играют сведения, распространяемые средствами массовой информации: радио, телевидением, газетами и журналами. Это и общественно-политическим, и научно-популярная, и культурологическая информация, которая позволяет человеку узнавать о событиях в мире, науке и искусстве.

 Есть еще информация, предназначенная только для одного человека — совершенно секретная или очень личная. Например, готовя подарок ко дню рождения своего друга, вы постараетесь. сохранить эту информацию в тайне.

 Информация несет человеку знания об окружающем миро.

 

 

 В наши дни человечество накопило огромное количество ни формации! Подсчитано, что общая сумма человеческих знании до недавнего времени удваивалась каждые 50 лет. Сейчас объем информации удваивается через каждые два года. Представьте себе колоссальную библиотеку, содержащую эти сведения! От умения человека правильно воспринимать и обрабатывать информацию зависит во многом его способность к познанию окружающего мира.


Восприятие информации

 Мир вокруг нас полон всевозможных образов, звуков, запахом, и всю эту информацию доносят до сознания человека его органы чувств: зрение, слух, обоняние, вкус и осязание. С их помощью человек формирует свое первое представление о любом предмете, живом существе, произведении искусства, явлении и пр.

 Глазами люди воспринимают зри­тельную (визуальную) информацию. Это может быть текст книги, карти­на в музее, географическая карта, дорожный знак, танец балерины.

 Органы слуха доставляют инфор­мацию в виде звуков (аудиальную): речь, звонки телефона, пение птиц, музыку, шум. У разных людей этот орган чувств может работать по-разному: одни слышат лучше, другие — хуже. Современники великого скрипача Николо Пага­нини утверждали, что он слышал переговаривающихся шепотом людей на расстоянии 10 метров.

 Органы обоняния позволяют че­ловеку ощущать запахи. Обычно вы не задумываетесь о том, что окру­жающие вас запахи — это тоже очень важная информация. Когда вы хоти­те охарактеризовать запах, то ста­раетесь дать ему сравнительную оценку: тяжелый, легкий, пряный, приятный. Существует очень редкая специальность — «парфюмер». Этот человек смешивает экстракты разных цветов, фруктов и полу­чает новое сочетание, которое используется при изготовлении духов, туалетной воды и других парфюмерных изделий. Ино­гда запахи усиливают восприятие окружающего мира. Напри­мер, запах бергамотного масла обостряет зрительные ощуще­ния, а запах герани — слух.

 Органы вкуса несут человеку информацию о вкусе еды. Представьте себе, что было бы, если бы им по обладали этим чувством! Вы не смогли бы отличить апельсин, например, от соленых огурцов. Исторические исследования показали, что встречаются люди с обостренным чувством вкуса.

 

Например, найдены записи о том, что древнеримские гастро­номы по вкусу рыбы определя­ли, в каком месте реки Тибр она была выловлена.

 Органы осязания позволяют получить другую информацию, например о температуре предме­та (горячий или холодный), о со­стоянии поверхности (гладкая или шершавая, мокрая или су­хая). Такая информация называется тактильной. Оказавшись в полной темноте, вы не сможете отличить черный шарик от бе­лого. Зато если один из них сделан из резины, а другой из стек­ла, то вы без труда их различите. Для этого достаточно их ощу­пать кончиками пальцев.

 Каждый запах, цвет и звук действуют на человека. Одни цве­та раздражают, другие успокаивают. Например, красный цвет считается согревающим, активным, жизнерадостным; желтый цвет — теплым, веселым. Звуки оказывают влияние на эмоции и физическое состояние человека. Например, грустная музыка учащает и углубляет дыхание и пульс, радостная — имеет обрат­ное воздействие.

 Виды информации, которые человек получает с помощью ор­ганов чувств, называют органолептической информацией. Прак­тически 90 % информации человек получает при помощи орга­нов зрения, примерно 9 % — посредством органов слуха и толь­ко 1 % — при помощи остальных органов чувств.

    Однако информацию может воспринимать не только человек, но и животные и растения. Вы много читали или слышали о способностях собак, работающих в спасательных службах. Их органы обоняния настолько чутки, что позволяют находить лю­дей даже под снегом. Собаки чувствительны к запахам следов, но у них понижено восприятие запахов трав, цветов, которые об­разуют фон. Многие животные слышат высокие звуки, которые не способен воспринять человек. Органы чувств человека и жи­вотных по-разному воспринимают окружающий мир.


Свойства информации

 Люди, обмениваясь между собой информацией, постоянно долж­ны задавать себе вопросы: понятна, актуальна и полезна ли она для окружающих, достоверны ли полученные сведения. Это по­зволит лучше понять друг друга, найти правильное решение в любой ситуации. Вы постоянно анализируете свойства информа­ции, часто не придавая этому значения.

В повседневной жизни от свойств информации часто зависят жизнь и здоровье людей, экономическое развитие общества.

 В каком классе информации дают больше — в 8-м или 10-м? «Конечно, в десятом», — скажете вы. Может быть, сразу пойти в 10-й класс, полу­чить всю информацию за один год и быстрее закончить школу? Оказыва­ется, не все так просто. В 10-м классе информации вы получите больше, но вот поймете ли ее? Учеб­ник по физике 8-го класса содержит для вас полезную инфор­мацию, но для ученика 10-го класса в нем нет ничего нового. Учебник по физике 10-го класса совершенно непонятен восьми­класснику, так как в нем содержатся «странные» термины и фор­мулы. Информация становится понятной, если она выражена языком, который воспринимает тот, кому она предназначена. Предположим, к вам обратится иностранец с просьбой объяс­нить, как пройти к какому-нибудь памятнику архитектуры. Смогли бы вы ему помочь, не зная иностранного языка?

 Однако не только это важно в жиз­ни. Лишь актуальная — вовремя полученная информация может при­нести пользу людям. Недаром су­ществуют прогнозы погоды, а уче­ные стараются найти более надеж­ные способы предупреждения о землетрясениях, ураганах, других стихийных бедствиях.

 Иногда бывает, что в процессе разговора по телефону рас­слышать собеседника мешает шум, из-за чего вы не всегда точно воспринимаете информацию. Такое случается и в других ситуа­циях. Если вы отправили теле­грамму с просьбой встретить вас на вокзале, а телеграфист ошибся в дате, то вряд ли вас встретят во­время. Недостоверная информа­ция может привести к неправильному пониманию или приня­тию неверного решения.

 Если двое договорились о встрече в определенное время, то едва ли они найдут друг друга, не договорившись еще и о месте встречи. Если вы сели за руль автомобиля, не зная, как им управлять, то вряд ли далеко уедете — вы обладаете неполной информацией для управления автомобилем. Неполнота инфор­мации сдерживает принятие решений или может повлечь ошиб­ки. Информация полна, если ее достаточно для понимания и принятия решений. Значит, информация должна быть еще пол­ной и достоверной.

 

 

  В любой ситуации, даже очень простой и обыденной, вам нужна актуальная, достоверная, полная, понятная и полезная информация. Рассмотрим несколько ситуаций.

Утром, собираясь в шко­лу, вы обязательно смотри­те на часы — вам нужна только достоверная инфор­мация. Кроме того, вы на­верняка выглянете в окно или посмотрите на термо­метр, чтобы решить, что надеть. Это актуальная ин­формация. Затем идете в школу и находите кабинет согласно расписанию. Вам нужна полная и достоверная инфор­мация, иначе невозможно отыскать нужный кабинет.

 Вы часто пользуетесь географической картой для определе­ния маршрута поездки, знакомства с новой страной, изучения исторических событий. Карта всегда служила человеку источником информации о земной поверхно­сти. Она также является важным ин­струментом для исследования в раз­личных областях. Такие задачи, как соотнесение с реальной местностью и координирование строительных ра­бот, геодезия, геология, решают с по­мощью карт. Поэтому здесь жизнен­но важно соответствие карт реальной местности — их достоверность и пол­нота. Сейчас создаются «Геоинформа­ционные системы» — живые карты на компьютере. Информация в них поступает со спутников, ана­лизируется, обрабатывается. Такие системы позволяют решать даже нетрадиционные задачи:

  • прогноз объема продаж и потенциала рынка, так как могут отображать информацию о расположении магазинов, ассор­тименте товаров, демографические данные:
  • анализ ситуации и выбор оптимального решения для ликви­дации последствий экологических аварий;
  • построение моделей гидрографической сети и определение участков зацеплений;
  • построение моделей рельефа поверхности Земли.

 Все карты описаны специальным языком, который понятен лишь специалисту. Это означает, что информация доступна не всем. Каждый символ для специалиста несет большой объем дос­товерной, объективной и понятной информации, которая недос­тупна тем, кто не знает этого языка.

 

 

 В современных «космических технологиях», используемых, в частности, на борту космической станции «Мир», решающую роль играет информация, полученная с помощью различных при­боров. Например, расположение станции относительно Солнца важно для работы солнечных батарей. Малейшая неточность, и корабль лишится энергии. Такая информация должна быть актуальной, достоверной и полной.


Представление информации

 

  • что является основой представления информации;
  • какие бывают формы представления информации;
  • что такое код и кодирование информации;
  • какие единицы измерения используются для определения объема информации;
  • как кодируется в компьютере текстовая, числовая, графическая и звуковая информация.
Форма и язык представления информации

Воспринимая информацию с помощью органов чувств, человек стремится зафиксировать ее так, чтобы она стала понятной и дру­гим, представляя ее в той или иной форме.

 Музыкальную тему композитор мо­жет наиграть на пианино, а затем за­писать с помощью нот. Образы, на­веянные все той же мелодией, поэт может воплотить в виде стихотворе­ния, хореограф выразить танцем, а ху­дожник — в картине.

 Человек выражает свои мысли в ви­де предложений, составленных из слов. Слова, в свою очередь, состоят из букв. Это — алфавитное представление информации.

 Форма представления одной и той же информации может быть различной. Это зависит от цели, которую вы перед собой поста­вили. С подобными операциями вы сталкиваетесь на уроках математики и физики, когда представляете решение в разной форме. Например, решение за­дачи: «Найти значение математическо­го выражения у = 5х + 3, при х = -3; -2; -1; 0; 1; 2; 3» можно представить в табличной или графической форме. Для этого вы пользуетесь визуальными средствами пред­ставления информации: числами, таблицей, рисунком.

Таким образом, информацию можно представить в различной форме:

 

  • знаковой письменной, состоящей из различных знаков, среди которых принято выделять:
  • символьную в виде текста, чисел, специальных символов (например, текст учебника);
  • графическую (например, географическая карта);
  • табличную (например, таблица записи хода физического эксперимента);
  • в виде жестов или сигналов (например, сигналы регулировщика дорожного движения);
  • устной словесной (например, разговор).

 

  Форма представления информации очень важна при ее пере­даче: если человек плохо слышит, то передавать ему информа­цию в звуковой форме нельзя; если у собаки слабо развито обо­няние, то она не может работать в розыскной службе. В разные времена люди передавали информацию в различной форме с по­мощью: речи, дыма, барабанного боя, звона колоколов, письма, телеграфа, радио, телефона, факса. Независимо от формы пред­ставления и способа передачи информации, она всегда передает­ся с помощью какого-либо языка.

 На уроках математики вы используете специальный язык, в основе которого — цифры, знаки арифметических действий и отношений. Они составляют алфавит языка математики.

 На уроках физики при рассмотрении какого-либо физическо­го явления вы используете характерные для данного языка спе­циальные символы, из которых составляете формулы. Форму­ла — это слово на языке физики.

 На уроках химии вы также используете определенные симво­лы, знаки, объединяя их в «слова» данного языка.

 Существует язык глухонемых, где символы языка — опреде­ленные знаки, выражаемые мимикой лица и движениями рук.

 Основу любого языка со­ставляет алфавит — конеч­ный набор знаков (символов) любой природы, из которых формируется сообщение.

 

 

 Языки делятся на естест­венные (разговорные) и фор­мальные. Алфавит естествен­ных языков зависит от национальных традиций. Формальные языки встречаются в специальных областях человеческой дея­тельности (математике, физике, химии и т. д.). В мире насчиты­вается около 10 000 разных языков, диалектов, наречий. Мно­гие разговорные языки произошли от одного и того же языка. Например, от латинского языка образовались французский, ис­панский, итальянский и другие языки.


Кодирование информации

 С появлением языка, а затем и знаковых систем расширились возможности общения между людьми. Это позволило хранить идеи, полученные знания и любые данные, передавать их различными способами на расстояние и в другие времена — не только своим совре­менникам, но и будущим поколе­ниям. До наших дней дошли творе­ния предков, которые с помощью различных символов увековечили себя и свои деяния в памятни­ках и надписях. Наскальные рисунки (петроглифы) до сих пор служат загадкой для ученых. Возможно, таким способом древ­ние люди хотели вступить в контакт с нами, будущими жителя­ми планеты и сообщить о событиях их жизни.

 Каждый народ имеет свой язык, состоящий из набора сим­волов (букв): русский, английский, японский и многие другие. Вы уже познакомились с языком математики, физики, химии. Представление информации с помощью какого-либо языка часто называют кодированием.

 Kod - набор символов (условных обозначений) для представления информации.

 Кодирование — процесс представления информации в виде кода.

 Водитель передает сигнал с помощью гудка или миганием фар. Кодом является наличие или отсутствие гудка, а в случае свето­вой сигнализации — мигание фар или его отсутствие.

 Вы встречаетесь с кодирова­нием информации при переходе дороги о сигналам светофора. Код определяют цвета светофо­ра — красный, желтый, зеленый.

 В основу естественного языка, на котором общаются люди, тоже положен код. Только в этом слу­чае он называется алфавитом. При разговоре этот код передает­ся звуками, при письме — буквами. Одну и ту же информацию можно представить с помощью различных кодов. Например, за­пись разговора можно зафиксировать посредством русских букв или специальных стенографических значков.

 По мере развития техники появлялись разные способы ко­дирования информации. Во второй половине XIX века амери­канский изобретатель Сэмюэль Морзе изобрел удивительный код, который служит человечеству до сих пор. Ин­формация кодируется тремя «буква­ми»: длинный сигнал (тире), короткий сигнал (точка) и отсутствие сигнала (пауза) для разделения букв. Таким образом, кодирование сводится к использованию набора символов, расположенных в строго определенном порядке.

 Люди всегда искали способы быстрого обмена сообщениями. Для этого посылали гонцов, использовали почтовых голубей. У народов существовали различные способы оповещения о надви­гающейся опасности: барабанный бой, дым костров, флаги и т. д. Однако использование такого представления информации требу­ет предварительной договоренности о понимании принимаемого сообщения.

 Знаменитый немецкий ученый Готфрид Вильгельм Лейбниц предложил еще в XVII веке уникальную и простую систему представления чисел. «Вычисление с помощью двоек... является для науки основным и порождает новые открытия... при сведе­нии чисел к простейшим началам, каковы 0 и 1, везде появляет­ся чудесный порядок».

 В 1676 году Лейбниц занялся исследованием математиче­ских законов применительно к двоичной системе счисления. Лейбницу первому пришла мысль использовать двоичные чис­ла в вычислительном устройстве. Однако числа в двоичной системе представлялись длинными цепочками двоичных раз­рядов, и это трудно было воспроизвести в техническом устрой­стве. Поэтому разработанная Лейбницем механическая разно­стная машина выполняла арифметические действия над деся­тичными числами.

   В 1816 году английский математик Джордж Буль подхватил идею Лейбница и создал универсальный логический язык, под­чиняющийся математическим законам. С помощью этого языка Буль предложил кодировать высказывания, а затем манипули­ровать ими подобно тому, как в математике манипулируют обычными числами.

 В 1867 году американский ученый Чарльз Сандерс Пирс при­менил законы математической логики для описания электриче­ских переключательных схем.

 С помощью двух цифр 0 и 1 можно отображать не только чис­ла, но и знакомые всем жизненные понятия, которые по своей сути имеют два противоположных состояния, например день и ночь, добро и зло, свет и тьма, истина и ложь и т. д.

 Достижения ученых и изобретателей, вносивших свой вклад в развитие двоичной математики и логики на протяжении многих лет, нашли реальное воплощение только в середине XX века, когда была создана первая цифровая вычислитель­ная машина. С тех пор прошло много лет, но и по сей день в основе работы всех устройств современного компьютера ле­жат законы математики и логики применительно к двоичной системе счисления.

 

Представление информации в компьютере

Единицы измерения объема информации в компьютере

 Способ преобразования разнообразной информации в последова­тельность нулей и единиц двоичного кода, то есть записи ее на строгом математическом языке, широко используется в техни­ческих устройствах, в том числе и в компьютере.

 С помощью двух цифр 0 и 1 можно закодировать любое сооб­щение. При создании первой вычислительной машины такой способ представления информации привлек к себе внимание именно простотой технической реализации: есть сигнал — это 1, нет сигнала — это 0.

 Символы двоичного кода 0 и 1 принято называть двоичными цифрами или битами (от англ, binary digit — двоичный знак). Бит является минимальной единицей измерения объема инфор­мации. Объем информации в сообщении определяется количест­вом битов.

 Бит — наименьшая единица измерения объема информации.

 Более крупной единицей измерения объема информации слу­жит 1 байт, состоящий из 8 битов.

 Принято также использовать и более крупные единицы изме­рения объема информации, которые приведены в таблице 2.1. Число 1024 (2 в степени 10) является множителем при переходе к более вы­сокой единице измерения.

 Для преобразования информации в двоичные коды и обратно в компьютере должно быть организовано два процесса:

  •  кодирование — преобразование входной информации в ма­шинную форму, то есть в двоичный код;
  •  декодирование — преобразование двоичного кода в форму, понятную человеку.

 Кодирование обеспечивается устройствами ввода, а декодиро­вание — устройствами вывода.

  Единицы измерения объема информации


1

2

3

4

5

6

7

8

9