В современном мире роль информатики, средств обработки, передачи, накопления информации неизмеримо возросла. Средства информатики и вычислительной техники сейчас во многом определяют научно-технический потенциал страны, уровень развития ее народного хозяйства, образ жизни и деятельности человека.
Для целенаправленного использования информации ее необходимо собирать, преобразовывать, передавать, накапливать и систематизировать. Все эти процессы, связанные с определенными операциями над информацией, будем называть информационными процессами. Получение и преобразование информации является необходимым условием жизнедеятельности любого организма. Даже простейшие одноклеточные организмы постоянно воспринимают и используют информацию, например о температуре и химическом составе среды для выбора наиболее благоприятных условий существования. Живые существа способны не только воспринимать информацию из окружающей среды с помощью органов чувств, но и обмениваться ею между собой.
Человек также воспринимает информацию с помощью органов чувств, а для обмена информацией между людьми используются языки. За время развития человеческого общества таких языков возникло очень много. Прежде всего, это родные языки (русский, татарский, английский и др.)» на которых говорят многочисленные народы мира. Роль языка для человечества исключительно велика. Без него, без обмена информацией между людьми было бы невозможным возникновение и развитие общества.
Информационные процессы характерны не только для живой природы, человека, общества. Человечеством созданы технические устройства - автоматы, работа которых также связана с процессами получения, передачи и хранения информации. Например, автоматическое устройство, называемое термостатом, воспринимает информацию о температуре помещения и в зависимости от заданного человеком температурного режима включает или отключает отопительные приборы.
Деятельность человека, связанную с процессами получения, преобразования, накопления и передачи информации, называют информационной деятельностью.
Тысячелетиями предметами труда людей были материальные объекты. Все орудия труда от каменного топора до первой паровой машины, электромотора или токарного станка были связаны с обработкой вещества, использованием и преобразованием энергии. Вместе с тем человечеству пришлось решать задачи управления, задачи накопления, обработки и передачи информации, опыта, знания, возникают группы людей, чья профессия связана исключительно с информационной деятельностью. В древности это были, например, военачальники, жрецы, летописцы, затем - ученые и т. д.
Однако число людей, которые могли воспользоваться информацией из письменных источников, было ничтожно мало. Во-первых, грамотность была привилегией крайне ограниченного круга лиц и, во-вторых, древние рукописи создавались в единичных (иногда единственных) экземплярах.
Новой эрой в развитии обмена информацией стало изобретение книгопечатания. Благодаря печатному станку, созданному И. Гутенбергом в 1440 году, знания, информация стали широко тиражируемыми, доступными многим людям. Это послужило мощным стимулом для увеличения грамотности населения, развития образования, науки, производства.
По мере развития общества постоянно расширялся круг людей, чья профессиональная деятельность была связана с обработкой и накоплением информации. Постоянно рос и объем человеческих знаний, опыта, а вместе с ним количество книг, рукописей и других письменных документов. Появилась необходимость создания специальных хранилищ этих документов - библиотек, архивов. Информацию, содержащуюся в книгах и других документах, необходимо было не просто хранить, а упорядочивать, систематизировать. Так возникли библиотечные классификаторы, предметные и алфавитные каталоги и другие средства систематизации книг и документов, появились профессии библиотекаря, архивариуса.
В результате научно-технического прогресса человечество создавало все новые средства и способы сбора, хранения, передачи информации. Но важнейшее в информационных процессах - обработка, целенаправленное преобразование информации осуществлялось до недавнего времени исключительно человеком.
Вместе с тем постоянное совершенствование техники, производства привело к резкому возрастанию объема информации, с которой приходится оперировать человеку в процессе его профессиональной деятельности.
Развитие науки, образования обусловило быстрый рост объема информации, знаний человека. Если в начале прошлого века общая сумма человеческих знаний удваивалась приблизительно каждые пятьдесят лет, то в последующие годы - каждые пять лет.
Выходом из создавшейся ситуации стало создание компьютеров, которые во много раз ускорили и автоматизировали процесс обработки информации.
Первая электронная вычислительная машина «ЭНИАК» была разработана в США в 1946 году. В нашей стране первая ЭВМ была создана в 1951 году под руководством академика В. А. Лебедева.
В настоящее время компьютеры используются для обработки не только числовой, но и других видов информации. Благодаря этому информатика и вычислительная техника прочно вошли в жизнь современного человека, широко применяются в производстве, проектно-конструкторских работах, бизнесе и многих других отраслях.
Компьютеры в производстве используются на всех этапах: от конструирования отдельных деталей изделия, его дизайна до сборки и продажи. Система автоматизированного производства (САПР) позволяет создавать чертежи, сразу получая общий вид объекта, управлять станками по изготовлению деталей. Гибкая производственная система (ГПС) позволяет быстро реагировать на изменение рыночной ситуации, оперативно расширять или сворачивать производство изделия или заменять его другим. Легкость перевода конвейера на выпуск новой продукции дает возможность производить множество различных моделей изделия. Компьютеры позволяют быстро обрабатывать информацию от различных датчиков, в том числе от автоматизированной охраны, от датчиков температуры для регулирования расходов энергии на отопление, от банкоматов, регистрирующих расход денег клиентами, от сложной системы томографа, позволяющей « увидеть» внутреннее строение органов человека и правильно поставить диагноз.
Компьютер находится на рабочем столе специалиста любой профессии. Он позволяет связаться по специальной компьютерной почте с любой точкой земного шара, подсоединиться к фондам крупных библиотек не выходя из дома, использовать мощные информационные системы - энциклопедии, изучать новые науки и приобретать различные навыки с помощью обучающих программ и тренажеров. Модельеру он помогает разрабатывать выкройки, издателю компоновать текст и иллюстрации, художнику - создавать новые картины, а композитору - музыку. Дорогостоящий эксперимент может быть полностью просчитан и имитирован на компьютере.
Разработка способов и методов представления информации, технологии решения задач с использованием компьютеров, стала важным аспектом деятельности людей многих профессий.
Понятие о процессе
Информационные процессы в обществе
Изучив эту тему учащиеся узнают
как следует понимать информационный процесс
что представляют собой информационные процессы в обществе,живой природе, технике.
что такое информационная технология
какова роль персонального компьютера в информационной технологи
Понятие о процессе
В повседневной жизни человек все время сталкивается с различными процессами:смена времен года, приготовление еды, пошив костюма, выпечка хлеба, написание сочинения и т.д. Одни процессы протекают в живой природе, другие - в человеческом обществе. Некоторые процессы протекают независимо от влияния человека в других процессах человек принимает активную роль.
В производстве используются технологические процессы, которые могут существенно отличаться. Для выпечки хлеба и производства высокоточной техники требуется разный набор составляющих и оборудование.
Особую роль в ходе протекания процесса играет информация. демонстрация
С помощью органов чувств люди воспринимают информацию, осмысливают ее и на основе своего опыта, имеющихся знаний, ppsнтуиции принимают решения.
Процессы, связанные со сбором, хранением, поиском,обработкой, кодированием и передачей информации, называют информационными процессами. Информационные процессы протекают не только в человеческом обществе, но и в животном и растительном мире.
Информационные процессы в обществе
С информационными процессами мы сталкиваемся с детства. Собирая из кубиков дом или играя в дочки-матери дети поневоле втянуты в информационный процесс. Главный объект игры - информация. Для того чтобы палучать и передавать знания, узнать об опасности, выражать свое отношение к происходящему людям необходимо вступать в контакт друг с другом. Это явление называется коммуникацией и является основой информационных процессов в человеческом обществе. Коммуникацией часто называют не только процесс, но и путь и средства передачи некого объекта с одного места на другое. Люди общаются при помощи речи, жестов, книг, телепередач, кинофильмов, газет, компьютераи пр. Люди являются самыми важными объектами в системе коммуникаций.Общение - процесс двухсторонний. Человек не только получает информацию,но и передает ее, вступая в контакт с другими людьми,имеющими доступ к глобальному информационному пространству. Без обмена информацией невозможно развитие человеческого общества. Внешняя среда накладывает отпечаток на информационные процессы, а следовательно и на коммуникационные. Коммуникационная среда - это совокупность условий обмена информацией. На протяжение многих лет способ передачи информации претерпел огромные изменения. Вопрос к учащимся.Как вы думаете какие это изменения?
С появлением компьютеров развитие информационных процессов приобретает небывалый размах. Сейчас появились информационные системы, дающие человеку возможность практически мгновенно получать и передавать информацию. Однако использование этих систем требует от человека определенных знаний.
Передача информации необходима для ее распространения. Передача информации может происходить при непосредственном разговоре между людьми, посредством переписки, а также с помощью технических средств связи. Основными устройствами, для быстрой передачи информации на большие расстоянии в настоящее время являются телеграф, радио - телефон, телевизионный передатчик, телекоммуникационные сети на базе вычислительных систем. Такие средства связи принято называть каналами передачи информации. Следует отметить, что в процессе передачи информации, она может искажаться или теряться. Это происходит в тех случаях, когда информационные каналы плохого качества или на линии связи присутствуют шумы (помехи).
Передача информации - это всегда двусторонний процесс. В котором есть источник, и есть приемник информации. Источник передает информацию, а приемник ее получает. демонстрация Получение информации основано на отражении различных свойств процессов, объектов, и явлений окружающей среды. Этот процесс выражается в восприятии с помощью органов чувств. Для улучшения восприятия информации человек придумал различные индивидуальные приспособления и приборы - очки, бинокль, микроскоп, стетоскоп, различные датчики и т. п
Информационные процессы в живой природе
В живой природе, как и в мире людей информация играет огромную роль. Светит солнце, идет дождь, мороз - растительный мир получив эту информацию реагирует на нее: распускаются листья, расцветают цветы, опадают листья и т.д. Такая информация служит сигналом для протекания различных физико-химических процессов в клетках, а значит, управляет этими процессами Животные используют иные способы общения,которые играют важную роль в их жизни. Это звуки, запахи, прикосновение. Выживание популяции животных во многом базируется на обмене информационными сигналами между членами одной популяции.Целесообразное поведение живых организмов строится на основе получения информационных сигналов. демонстрация
Информационные процессы в технике
С информационными процессами в технике мы сталкиваемся постоянно,ребенок, когда играем с управляемым автомобилем или кораблем получает первое знакомство с информационными процессами в технике. Наука создала в конце века роботы - автоматические механизмы, управляемые компьютером. Они применяются там, где присутствие человека бывает сложным или невозможным действием. Роботы оснащены видиокамерами, приборами для изучения климата. Переключение программ телевизора, изменение уровня громкости,установка режима работы СВЧ и т.д. все это информационные процессы происходящие в технике. В физике, которая изучает неживую природу, информация является мерой упорядоченности системы по шкале «хаос - порядок . Один из основных законов классической физики утверждает, что замкнутые системы, в которых отсутствует обмен веществом и энергией с окружающей средой, стремятся с течением времени перейти из менее вероятного упорядоченного состояния в наиболее вероятное хаотическое состояние.
Итоговые вопросы к уроку
1. Что обозначает слово "информация"? 2. Что такое информационные технологии? 3. В каких видах существует информация? 4. Как вы думаете, для чего нужна информация людям? 5. Что такое коммуникационная среда? 6. Какие устройства использует человек для коммуникации.
Домашнее задание. Привести примеры передачи информации в живой природе, технике. Привести примеры технологических процессов.
используемая литература
учебник: Макаровой Н.В. 8-9 класс, Угренович Н. 8 класс, Интернет ресурсы.
>>Информатика: Введение. Информация и информационные процессы
Введение. Информация и информационные процессы.
Информация в неживой природе.
В физике, которая изучает неживую природу, информация является мерой упорядоченности системы по шкале «хаос порядок». Один из основных законов классической физики утверждает, что замкнутые системы, в которых отсутствует обмен веществом и энергией с окружающей средой, стремятся с течением времени перейти из менее вероятного упорядоченного состояния в наиболее вероятное хаотическое состояние. В соответствии с такой точкой зрения физики в конце XIX века предсказывали, что нашу Вселенную ждет «тепловая смерть», т. е. молекулы и атомы равномерно распределятся в пространстве и какие-либо изменения и развитие прекратятся. Однако современная наука установила, что некоторые законы классической физики, справедливые для макротел, нельзя применять для микро- и мегамира. Согласно современным научным представлениям, наша Вселенная является динамически развивающейся системой, в которой постоянно происходят процессы усложнения структуры. Таким образом, с одной стороны, в неживой природе в замкнутых системах идут процессы в направлении от порядка к хаосу (в них уменьшается). С другой стороны, в процессе эволюции Вселенной в микро- и мегамире возникают объекты со все более сложной структурой и, следовательно, информация, являющаяся мерой упорядоченности элементов системы, возрастает.
Информация в живой природе.
Живые системы в процессе развития способны повышать сложность своей структуры, т. е. увеличивать информацию, понимаемую как меру упорядоченности элементов системы. Так, растения в процессе фотосинтеза потребляют энергию солнечного излучения и строят сложные органические молекулы из «простых» неорганических молекул. Животные подхватывают эстафету увеличения сложности живых систем, поедают растения и используют растительные органические молекулы в качестве строительного материала при создании еще более сложных молекул. Биологи образно говорят, что «живое питается информацией», создавая, накапливая и активно используя информацию. Целесообразное поведение живых организмов и выживание популяций животных во многом строятся на основе получения информационных сигналов. Информационные сигналы могут иметь различную физическую или химическую природу: звук, свет, запах и другие.
Генетическая информация представляет собой набор генов, каждый из которых «отвечает» за определенные особенности строения и функционирования организма. При этом «дети» не являются точными копиями своих родителей, так как каждый организм обладает уникальным набором генов, которые определяют различия в строении и функциональных возможностях.
Человек и информация.
Человек существует в «море» информации, он постоянно получает информацию из окружающего мира с помощью органов чувств, хранит ее в своей памяти, анализирует с помощью мышления и обменивается информацией с другими людьми. Человек не может жить вне общества. В процессе общения с другими людьми он передает и получает информацию в форме сообщений. На заре человеческой истории для передачи информации сначала использовался язык жестов, а затем появилась устная речь. В настоящее время обмен сообщениями между людьми производится с помощью сотен естественных языков (русского, английского и пр.). Для того чтобы человек мог правильно ориентироваться в окружающем мире, информация должна быть полной и точной. Задача получения полной и точной информации о природе, обществе и технике стоит перед наукой. Процесс систематического научного познания окружающего мира, в котором информация рассматривается как знания, начался с середины XV века после изобретения книгопечатания.
Информационные процессы в технике.
Функционирование систем управления техническими устройствами связано с процессами приема, хранения , обработки и передачи информации. Системы управления встроены практически во всю современную бытовую технику, станки с числовым программным управлением, транспортные средства и т. д. Системы управления могут обеспечивать функционирование технической системы по заданной программе . Например, системы программного управления обеспечивают выбор режимов стирки в стиральной машине, записи в видеомагнитофоне, обработки детали на станке с программным управлением. В некоторых случаях главную роль в процессе управления выполняет человек, в других управление осуществляет встроенный в техническое устройство микропроцессор или подключенный компьютер . В современном информационном обществе главным ресурсом является информация, использование которой базируется на информационных и коммуникационных технологиях. Информационные и коммуникационные технологии являются совокупностью методов, устройств и производственных процессов, используемых обществом для сбора, хранения, обработки и распространения информации.
Количество информации как мера уменьшения неопределенности знаний.
Процесс познания окружающего мира приводит к накоплению информации в форме знаний (фактов, научных теорий и т. д.). Получение новой информации приводит к расширению знания или, как иногда говорят, к уменьшению неопределенности знаний. Если некоторое сообщение приводит к уменьшению неопределенности нашего знания, то можно говорить, что такое сообщение содержит информацию. Чем более неопределенна первоначальная ситуация (возможно большее количество информационных сообщений), тем больше мы получим новой информации при получении информационного сообщения (в большее количество раз уменьшится неопределенность знания). Рассмотренный выше подход к информации как мере уменьшения неопределенности знания позволяет количественно измерять информацию.
Существует формула, которая связывает между собой количество возможных информационных сообщений N и количество информации I, которое несет полученное сообщение:
Для количественного выражения любой величины необходимо сначала определить единицу измерения. Минимальной единицей измерения количества информации является бит, а следующей по величине единицей - байт, причем 1 байт = 8 битов = 23 битов. В информатике система образования кратных единиц измерения количества информации использует коэффициент 2n . Кратные байту единицы измерения количества информации вводятся следующим образом: 1 Кбайт = 210 байт = 1024 байт; 1 Мбайт = 210 Кбайт = 1024 Кбайт; 1 Гбайт = 210 Мбайт = 1024 Мбайт.
Алфавитный подход к определению количества информации.
При алфавитном подходе к определению количества информации мы отвлекаемся от содержания информации и рассматриваем информационное сообщение как последовательность знаков определенной знаковой системы. Формула связывает между собой количество возможных информационных сообщений N и количество информации I, которое несет полученное сообщение.
Тогда в рассматриваемой ситуации N это количество знаков в алфавите знаковой системы, а I - количество информации, которое несет каждый знак:
С помощью этой формулы можно, например, определить количество информации, которое несет знак в двоичной знаковой системе: Таким образом, в двоичной знаковой системе знак несет 1 бит информации. Интересно, что сама единица измерения количества информации бит (bit) получила свое название от английского словосочетания Binary digit т. е. двоичная цифра. Чем большее количество знаков содержит алфавит знаковой системы, тем большее количество информации несет один знак.
Информатика и ИКТ: Учебник для 10 кл. Н.Д. Угринович
Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты ДополненияВ живой природе распространены гораздо больше, чем это может показаться на первый взгляд. С ними связано опадение листвы осенью, прорастание цветов весной и другие привычные явления. Способность хранить, передавать и получать информацию — одна из особенностей живой материи. Без нее невозможен нормальный обмен веществ, приспособление к условиям окружающей среды, обучение и так далее. Информационные процессы в неживой природе также существуют, но отличаются несколькими особенностями и в первую очередь выступают в качестве меры упорядоченности системы.
Вездесущая информация
Что такое информация? На сегодняшний день существует несколько вариантов определения этого термина. Каждая наука, имеющая дело с информацией (к таким относятся все разделы знания), использует свое понимание. Общее определение вывести довольно сложно. Интуитивно каждый человек понимает под информацией некие сведения и знания об окружающем мире. В математических науках к ним добавляются данные, полученные путем умозаключений и после решения определенных задач. В физике информация — это мера упорядоченности системы, она противоположна энтропии и свойственна любым материальным объектам. В философии она определяется как нематериальная форма движения.
Свойства
Согласно большинству формулировок, информация снижает неопределенность, предоставляя сведения об окружающем мире и способствуя приведению системы в одно из множества состояний. Это легко понять, проанализировав процесс принятия решения. Человек часто не может сделать выбор между несколькими вариантами поведения, пока не получит дополнительных сведений о ситуации. Для того чтобы информация привела к правильному решению, она должна обладать набором характеристик, это такие как:
- понятность;
- полезность;
- полнота;
- объективность;
- достоверность;
- актуальность.
Понятие информационного процесса
Все многообразные действия, которое можно совершать с информацией, называются информационными процессами. К ним можно отнести получение и поиск, передачу и копирование, упорядочивание и фильтрование, защиту и архивирование.
Информационные процессы в живой природе встречаются буквально на каждом шагу. Любой организм, одноклеточный или многоклеточный, постоянно получает сведения об окружающей среде, которые приводят к разным изменениям в поведении или внутренней среде. Без сбора, обработки и хранения информации трудно представить себе жизнедеятельность какого-либо существа. Самый простой пример — человеческое мышление. По своей сути, оно представляет собой не что иное, как процесс постоянной обработки информации об окружающей среде, состоянии тела, а также сведений, хранящихся в памяти, и так далее.
Информационная система
Все в природе протекают в рамках определенной системы. В нее входит три составляющие:
- передатчик (источник);
- приемник (получатель);
- канал связи.
Передатчиком может быть любой организм или окружающая среда. Например, сужение или расширение зрачка происходит под действием света. Источником информации в таком процессе служит пространство вокруг человека или животного. Получателем в этом случае будет сетчатка глаза.
Называется среда, обеспечивающая доставку информации. В этом качестве может выступать звуковая или зрительная волна, а также колебательные движения среды другой природы.
Основные информационные процессы
Всю совокупность действий, которые можно совершать с информацией, объединяют в несколько категорий:
- передача;
- хранение;
- сбор;
- обработка.
Компьютер — великолепный пример протекания информационных процессов. Он получает данные и, обрабатывая их, выдает нужные сведения или изменяет работу системы, ищет нужные факты согласно заданным критериям, служит то источником, то приемником информации. Прообразом компьютера является человеческий мозг. Он тоже постоянно взаимодействует с информационным потоком, однако процессы, протекающие в его глубинах, многократно превышают по сложности те, что свойственны машине.
Некоторые нюансы передачи информации
Как уже было сказано выше, информационные процессы в живой природе протекают в системе, состоящей из источника, канала и приемника. В процессе передачи данные в виде набора сигналов по каналу попадают к получателю. При этом физический смысл сигналов часто не идентичен смыслу сообщения. Для правильной интерпретации информации используется согласованный свод правил и договоренностей. Они необходимы для одинакового понимания содержания сообщения на всех этапах работы с ним. К числу таких правил можно отнести расшифровку и других аналогичных систем, правила прочтения дорожных знаков, алфавиты и так далее.
На примере любого языка легко заметить, что смысл информации завит не только от характеристик сигналов, но и от их расположения. При этом смысл одного и того же переданного сообщения каждый раз может несколько видоизменяться в зависимости от особенностей получателя. Если сведения передаются человеку, их интерпретация определяется разными факторами, от его жизненного опыта до физиологического состояния. Кроме того, одно и то же сообщение может быть передано разными способами, с использованием различных алфавитов, языковых систем или каналов связи. Так, акцентировать внимание на чем-то можно при помощи надписи «Внимание!», использования красного цвета или нескольких восклицательных знаков.
Шум
Исследование информационных процессов включает в себя и изучение такого понятия, как шум. Считается, что если сообщение не несет полезных сведений, то оно несет шум. Так может определяться не только абсолютно бесполезная с практической точки зрения информация, но и сообщения, состоящие из сигналов, которые получатель не в состоянии интерпретировать. Шумом можно назвать и данные, потерявшие актуальность. То есть любая информация со временем или в силу разных обстоятельств может превратиться в шум. Не менее вероятным является и обратный процесс. Например, текст на исландском языке будет бесполезен для не знакомого с ним человека и обретает смысл в случае появления переводчика или словаря.
Человек и общество
Информационные процессы в обществе принципиально не отличаются от таковых на других уровнях организации. Хранение, передача и обработка сведений в обществе осуществляется посредством специальных социальных институтов и механизмов. Одна из функций общества — трансляция знаний. Обеспечивается она передачей информации от поколения к поколению. В некотором смысле этот процесс аналогичен копированию наследственного материала.
Информационные процессы в обществе обеспечивают его сплоченность. Отсутствие передачи накопленных знаний, в том числе о нормах и законах, приводит к разделению единого формирования на индивидов, действующих только исходя из биологически заложенных предпосылок.
Хранение и обработка
В обществе, как и в отдельном организме, трудно представить передачу информации без ее хранения. Базы данных, библиотеки, архивы и музеи содержат огромное количество сведений. Часто, прежде чем передать их ученикам, преподаватели занимаются обработкой информации. Они классифицируют, фильтруют данные, выбирают отдельные факты согласно программе обучения и так далее.
История знает несколько кардинальных изменений, связанных с обработкой информации и приведших ко все большему накоплению знаний. К таким можно отнести изобретение письменности, книгопечатания, компьютера, открытие электричества. Изобретение ЭВМ стало логичным следствием накопления знаний. Компьютер способен вмещать и обрабатывать огромные массивы информации, сохранять их и передавать без потерь.
Явления живой природы: примеры информационных процессов
Информацию, поступающую из окружающей среды, способны воспринимать не только люди. Животные и растения, отдельные клетки и микроорганизмы улавливают сигналы и реагируют на них тем или иным способом. Опадение листвы осенью и рост побегов весной, принятие определенной позы собакой при приближении соперника, выделение нужных веществ в цитоплазму амебы... Все эти явления живой природы — примеры изменений в системе после поступления информации.
В случае растений источником сведений становится окружающая среда. Передача информации осуществляется также между клетками тканей. Для животного мира характерен обмен сведениями и от особи к особи.
Один из ключевых моментов в живой природе — передача наследственной информации. В этом процессе можно вычленить источник (ДНК и РНК), алфавит с набором правил его прочтения (генетический код: аденин, тимин, гуанин, цитозин), этап обработки информации (транскрипция ДНК) и так далее.
Кибернетика
Тема «Информационные процессы» - одна из ведущих в кибернетике. Это наука об управлении и связи в обществе, живой природе и технике. Основоположником кибернетики считается Норберт Винер. Исследование информационных процессов в этой науке необходимо для понимания особенностей управления той или иной системой. В кибернетике выделяют управляющий и управляемый объект. Они сообщаются посредством прямой и обратной связи. От управляющего объекта (например, человека) поступают сигналы (информация) к управляемому (компьютер), в результате чего последний производит какие-то действия. Затем по каналу обратной связи к управляющему поступает информация о произошедших изменениях.
Кибернетические процессы связаны с жизнедеятельностью любого живого организма. Принципы управления лежат и в основе общественных, а также компьютерных систем. Собственно концепция кибернетики родилась в процессе поиска общего подхода к анализу деятельности живых организмов и различных автоматов и осознания схожести поведения социума и природных сообществ.
Таким образом, информационные процессы в живой природе — одна из характеристик организмов любого уровня сложности. Они дополняются принципами прямой и обратной связи и способствуют поддержанию постоянства внутренней среды и своевременную реакцию на изменения в окружающем мире. Информационные процессы в неживой природе (за исключением автоматов, созданных человеком) протекают одноступенчато. Важное, не отмеченное выше их отличие, — сведения, переданные из источника, из него исчезают. В живой природе и автоматах такого явления не наблюдается. В подавляющем большинстве случаев переданная информация по-прежнему сохраняется в источнике.
Понятие информационного процесса используется различными науками. Его можно назвать междисциплинарным. Теория информации на сегодняшний день применима для объяснения самых разных процессов.
Изучив эту тему, вы узнаете:
Как следует понимать информационный процесс;
- что представляют собой информационные процессы в обществе, в живой природе, в технике;
- что такое информационная технология;
- какова роль персонального компьютера в информационной технологии.
4.1. Понятие о процессе
В повседневной жизни человек все время сталкивается с различными процессами: смена времен года, раскрытие бутона цветка, пошив костюма. Одни процессы протекают в живой природе, другие - в человеческом обществе. Иногда человек играет решающую роль в ходе протекания процесса, например при пилотировании самолета или написании сочинения. Некоторые процессы протекают независимо от влияния человека , как, например, распускание листьев на дереве, приливы и отливы.
На каждом производстве используются свои особые технологические процессы . Например, для выпечки разных сортов хлеба применяются различные технологические процессы, отличающиеся составом продуктов, температурным режимом и временными показателями. Для производства телевизоров используется высокоточное оборудование и специальная технология изготовления. Это примеры производства материальных продуктов (предметов).
Особую роль
в ходе протекания некоторых процессов играет информация
. С помощью органов чувств люди воспринимают информацию, осмысливают ее и на основе своего опыта, имеющихся знаний, интуиции принимают определенные решения. Эти решения воплощаются в реальные действия, которые оказывают влияние на окружающий мир. Процессы, связанные со сбором, хранением, поиском, обработкой, кодированием и передачей информации, называют информационными процессами.
Информационные процессы протекают не только в человеческом обществе, но и в животном и растительном мире.
4.2. Информационные процессы в обществе
С информационными процессами вы сталкиваетесь с детства. Собирая что-то из кубиков, ребенок дает своему произведению название: «Это домик!» И не важно, что он составлен из разноцветных пластмассовых кубиков и совсем не похож на настоящий дом. В детском саду вы играли в разные ролевые игры: «Казаки-разбойники», «Дочки-матери », « Школа », « Больница ». У каждого персонажа была своя роль. Главный объект игры - информация.
Для того чтобы получать и передавать знания, узнавать об опасности, выражать свое отношение к происходящему, людям необходимо вступать в контакты (общаться друг с другом). Это называется коммуникацией и является основой информационных процессов в человеческом обществе . Это слово происходит от латинского communicatio (сообщение, передача) и обозначает процесс обмена мыслями, сведениями, идеями, то есть информацией. Коммуникацией часто называют не только процесс, но и путь и средства передачи некоего объекта с одного места на другое.
Люди общаются при помощи речи, жестов, книг, телепередач, кинофильмов, театральных представлений, компьютеров и пр. Люди являются самыми важными объектами в системе коммуникаций. Без их участия этот процесс не может состояться.
Общение - процесс двусторонний. Человек не только получает информацию, но и сам может выражать свои идеи и передавать информацию, вступая в контакт с другими людьми, имеющими доступ к глобальному информационному пространству. Без обмена информацией невозможно развитие человеческого общества.
Внешние условия (среда) накладывают отпечаток на информационные процессы, а следовательно, и на коммуникационные процессы. Например, поведение человека в воде совершенно другое, нежели на суше. Изменение коммуникационной среды требует от людей, желающих общаться между собой, знания языка, правил общения, умения читать, писать.
Коммуникационная среда - это совокупность условий обмена информацией.
С появлением электричества прочное место в передаче информации занимают телефон, телеграф. Возникновение этих способов коммуникации позволило значительно увеличить скорость передачи информации. Позже появились средства радиосвязи, обеспечивающие коммуникации без проводов. Это сделало возможной связь в любых условиях. Например, во время крушений в океанах и морях судно, терпящее бедствие, может передавать специальные радиосигналы. Все эти способы обмена информацией дали возможность быстро получать информацию, реагировать на нее, оперативно принимать решения, своевременно влиять на ход событий.
После изобретения радио, телевидения, аудио- и видеосредств появилась возможность тиражирования и распространения информации в больших количествах, она стала доступна широким массам людей. Поэтому коммуникационные системы, обеспечивающие распространение информации с помощью радио, телевидения, кино, звукозаписи, видеозаписи и печатных изданий, называют средствами массовой информации (СМИ) . С развитием этих средств люди получили постоянные источники информации.
С появлением компьютеров развитие информационных процессов приобретает небывалый размах. Новая среда предоставляет условия обмена информацией и хранение ее в виде, удобном для корректировки и видоизменения. Сейчас появились информационные системы, дающие человеку возможность практически мгновенно получать необходимую информацию, передавать ее на большие расстояния. Однако это требует от человека определенных знаний для использования такой среды. Компьютеры соединяются между собой в глобальную систему, создавая информационную среду общения людей, имеющих доступ к этой системе.
4.3. Информационные процессы в живой природе
Каждую весну вы наблюдаете, как на деревьях появляются почки, которые потом распускаются, превращаясь в листья, а осенью листья меняют окраску и опадают. Все эти процессы неразрывно связаны с информацией . Дерево воспринимает информацию о состоянии окружающей среды: температуре воздуха и почвы, продолжительности светового дня, интенсивности солнечных лучей. Такая информация служит сигналом для протекания различных физико-химических процессов в клетках, а значит, управляет этими процессами.
В животном мире, так же как и в мире людей, информация играет немаловажную роль . Например, звуковое общение насекомых имеет удивительную особенность: несмотря на многочисленные помехи (другие звуки), они безошибочно выделяют нужный сигнал и точно определяют его источник. Представьте себе летний полдень на лугу: шелест травы, звуки, издаваемые разными животными. Все эти звуки сливаются в общий оркестр. Выделение нужного звука - нелегкая задача даже для технически совершенного прибора. А слуховые органы животных превосходят лучшие технические устройства и позволяют различать все звуки.
Животные используют еще один способ общения, который играет важную роль в их жизни. Все вы знаете, как радостно собаки встречают своих хозяев, весело махая хвостом. Тем самым они выражают свои чувства, передают информацию. Звонок в дверь означает для собаки сигнал: «Кто-то пришел». Запах вошедшего - новая информация: знакомый или чужой.
Но не только звуки и запахи несут информацию для животных и растений. Прикосновение - это тоже информационный процесс
. Оно может нести в себе теплоту, нежность, суровость и пр.
4.4. Информационные процессы в технике
В неживой природе можно говорить об информационных процессах применительно к технике, когда она реагирует на некоторые действия человека.
С такими процессами вы сталкиваетесь, когда играете с управляемым игрушечным автомобилем или кораблем. С передающего устройства посылается сигнал «поворот направо», и автомобиль послушно выполняет его.
В конце XX века были созданы роботы - автоматические механизмы, управляемые компьютерами. Их используют на предприятиях для выполнения монотонных или опасных операций. Они применяются для работ в космосе, где человек не может самостоятельно работать. Эти роботы получают информацию о состоянии космического корабля и устраняют неполадки.
Например, для исследования поверхности Венеры в 1990 году был запущен специальный космический корабль - «Магеллан», который с помощью радара исследовал планету. Данные радиометрии и высотометрии, полученные роботом, передавались на Землю, с их помощью были проведены интересные исследования.
10 апреля 2001 года в США запущен автоматический робот «Lander 2001» для изучения поверхности Марса. Робот оснащен специальным оборудованием: видеокамерами для съемки ландшафта, приборами для изучения климата.
Каждый день вы сталкиваетесь с примерами использования информационных процессов в технике: с помощью пульта дистанционного управления вы осуществляете выбор телевизионной программы, изменяете уровень громкости телевизора, режим работы видеомагнитофона, с помощью переключателей или пленочной клавиатуры вы устанавливаете режим работы СВЧ-печи, автоматической стиральной машины, сотового телефона. Пользуясь метрополитеном, вы опускаете в автомат турникета жетон, который проверяется на соответствие. Информации о проверке поступает на специальное устройство, которое открывает турникет.
4.5. Информационные технологии
Информационные процессы тесно связаны с понятием «информационные технологии». Слово «технология» происходит от греческого «techne», что означает «искусство», «мастерство», «умение». Все эти понятия схожи между собой. Их можно рассматривать как совокупность действий для достижения поставленной цели, то есть как процесс.
В ходе реализации технологии материального производства получается какой-либо материальный продукт. Как и в материальном производстве, в информационном существуют свои инструменты - технические средства. Целью информационной технологии является производство информации и создание информационного продукта. Например, на уроках литературы вы создаете информационный продукт - сочинение. Издательство выпускает информационный продукт в виде газеты или книги.
Информационная технология - информационный процесс, в результате которого создается информационный продукт.
В истории развития человеческого общества выделяют несколько этапов развития информационной технологии.
1- й этап
(до второй половины XIX века) - «ручная» информационная технология (почта, книгопечатание), основным инструментом которой является перо, чернильница и бумага.
Главная цель
- представление информации в нужной форме.
2- й этап
(с конца XIX века) - «механическая» технология. Основные инструменты: пишущая машинка, арифмометр, телефон, телеграф, телевидение, радиосвязь.
Главная цель
- представление информации в удобной для передачи форме.
3- й этап
(40-60-е годы XX века) - «электрическая» технология. Основные инструменты: большие компьютеры, электрические пишущие машинки, магнитофоны, копировальные аппараты. Цель технологии
- представление информации в форме, удобной для передачи и хранения.
4- й этап
(с начала 70-х годов) - «электронная» технология. Основные инструменты: большие компьютеры. Цель
- совершенствование форм представления информации.
5- й этап
(с середины 80-х годов) - «компьютерная» технология, основной инструмент которой - персональный компьютер и компьютерные сети. Главная цель технологии
- представление информации в форме, удобной для хранения, поиска, обработки, передачи, а также развитие систем искусственного интеллекта.
4.6. Персональный компьютер - основное техническое средство информационной технологии
Сегодня в мире накоплены колоссальные объемы информации, производятся сложные расчеты для запуска космических кораблей и изготовления механизмов. В 40-х годах двадцатого столетия были созданы первые вычислительные машины, с изменением технологии производства они превратились в знакомые вам компьютеры. Они созданы для помощи людям. Компьютеры обладают огромными возможностями по накоплению, поиску и обработке информации.
Применение компьютера как инструмента для работы с информацией очень разнообразно и многогранно. Он может за несколько секунд просмотреть электронную библиотеку и найти требуемую информацию. Разработаны специальные компьютерные программы, позволяющие обувщику экспериментировать с формой и фактурой создаваемой модели обуви. С помощью компьютера сейчас испытывают автомобили, изучают строение молекул, проектируют дома и запускают космические корабли. В авиакомпаниях компьютеры соединены друг с другом, что позволяет оперативно продавать билеты на авиарейсы. Компьютер помогает вам, учит, развлекает.
Что бы вы ни делали - рисовали, писали, считали, игради, - компьютер послушно выполняет ваши команды. Он обладает высокой скоростью работы, не устает, хранит большие объемы информации. Компьютер получает информацию, обрабатывает ее и выводит результат.
Многие компьютеры во всем мире объединены специальным образом в компьютерные сети, с помощью которых можно передавать информацию от одного компьютера к другому.
Среди сетей наибольшей популярностью пользуется сеть Интернет (Internet). С ее помощью передается большое количество технических документов, журнальных статей, деловых писем, стихотворений и прозы, медицинских заключений, мнений и взглядов, научных докладов, игр и шуток, словом, все, что можно преобразовать в компьютерную информацию и переслать по каналам связи. При этом вам гарантирован быстрый и безошибочный обмен информацией, быстрый доступ к ней и ее обработка.
Контрольные вопросы и задания
1. Что такое информационнее процессы?
2. В каких сферах жизнедеятельности человека и окружающего мира происходят информационные процессы?
3. Приведите примеры информационных процессов в обществе.
4. Какими способами осуществляется коммуникация в обществе?
5. Что такое коммуникационная среда?
6. Какие устройства использует человек для коммуникаций?
7. Перечислите технические устройства для коммуникаций.
8. Приведите примеры информационных процессов в растительном мире.
9. Приведите примеры информационных процессов в животном мире.
10. Зависят ли информационные процессы в обществе и природе от внешних условий? Докажите.
11. Приведите примеры информационных процессов в технике.
12. Что такое информационная технология?
13. В чем заключается разница между информационными технологиями и технологиями материального производства?
14. Расскажите об этапах развития информационных технологий.
15. Какие технические устройства используются в информационной технологии?
16. Как можно передавать информацию с одного компьютера на другой?
17. Приведите примеры использования компьютера в качестве инструмента для работы с информацией:
■ в домашних условиях;
■ в школе;
■ в разных областях.
В каждом примере укажите преимущества компьютерных технологий.