Язык как способ представления информации: естественные и формальные языки. Дискретная форма представления информации
Базовые понятия:
информация
образная информация
символьная информация
язык
естественный язык
формальный язык
алфавит
синтаксис
семантика
Прежде чем, давать описание понятия представление информации в компьютере. Ученикам следует объяснить, что такое информация. И начинать нужно с легких вопросов. Например:
- Расскажите, откуда вы получаете информацию?
Наверняка услышите в ответ:
- Из книг, из радио и телепередач...
Дальше попросите учеников привести примеры какой-нибудь информации, которую они получили сегодня.
Например, кто-нибудь ответит:
- Утром по радио я слышал прогноз погоды.
Ухватившись за такой ответ, учитель подводит учеников к окончательному выводу:
- Значит, вначале, ты не знал, какая будет погода, а после прослушивания радио стал знать. Следовательно, получив информацию, ты получил новые знания.
Таким образом, учитель вместе с учениками приходит к определению: информация для человека – это знания, которые он получает из различных источников. Далее на многочисленных знакомых детям примерах следует закрепить это определение.
Затем следует обратить внимание учеников, что человек обладает множеством каналов, по которым в его мозгу (память) поступает информация. Эти каналы – наши органы чувств. Их пять: зрение, слух, вкус, обоняние, осязание. Пояснить детям, что человек воспринимает информацию при помощи вкусовых и осязательных ощущений, запахов, то есть мы помним запахи знакомых предметов, вкус знакомой пищи, на ощупь узнаем некоторые вещи. Но то, что мы помним – хранится в нашей памяти. Значит, это тоже наше знание, а стало быть информация. То есть знание – информация.
Информацию, с которой имеет дело человек, можно разделить на два вида:
К символьной относится информация, воспринимаемая человеком в речевой или письменной (знаковой) форме. Все остальное не относящееся к ней, будем называть образной информацией. К последней относятся воспринимаемые человеком вкусовые ощущения, запахи, тактильные ощущения. Образную информацию человек воспринимает также через зрение и слух, например, картины природы, пение птиц, шум ветра. С образной информацией имеет дело искусство. Образная информация – это сохраненные в памяти человека от контакта с источником; она воспринимается всеми органами чувств человека. Далее речь будет идти лишь о символьной информации. Понятие языка применимо только к этому виду. И вводится следующим определением: язык – это определенная система символьного представления информации. Язык – множество символов и совокупность правил, определяющих способы составления из этих символов осмысленных сообщений.3 Так что же такое язык и как это объяснить детям?
Языки делятся на две группы:
Для того, чтобы общаться между собой люди используют язык. И назовем его - естественным. Попросить, чтобы дети привели примеры языков, которые они знают. Например: русский, английский, японский и др. Нужно детям сообщить, что естественные языки носят национальный характер. И существует в устной (фонетика) и письменной форме (грамматика). В основе языка лежит алфавит - набор символов, которые используются для построения слов, словосочетаний, предложений, то есть более крупные конструкции языка. В разных языках алфавит составляет от нескольких десятков до нескольких десятков тысяч символов.
Для старших классов 10-11 дать определение под диктовку: естественные языки – это исторически сложившиеся языки национальной речи для большинства современных языков характерно наличие устной и письменной речи.
Анализ естественных языков в большей степени является предметом филологических наук, в частности, лингвистики. В информатике анализом естественных языков занимаются программисты. В информатике гораздо больше уделяется внимание формальным языкам.
Формальные языки – это искусственно созданные языки для профессионального применения. Они, как правило, носят международный характер и имеют письменную форму. Пояснить детям, что и русские и японцы смогут понять, что они написали (например, текст программы или музыка). Примерами таких языков являются языки математики, химических формул, нотная грамота и др. Основой формальных языков, как и естественных, служит алфавит. Алфавит – множество используемых символов. Но следует разъяснить отличия между формальным и естественным алфавитом. В отличии от естественных, в формальных языках он довольно жестко фиксирован. Каждая лексическая единица – слово - имеет ровно один смысл, и наоборот. Не возможно изменить форму высказывания при полном сохранении смысла. Теперь введем понятия синтаксиса и семантики.
Синтаксис – правила записи (построения) языковых конструкции (текста на языке); семантика – смысловая сторона языковых конструкций или проще правило толкования записи. Синтактика знаковых систем занимается изучением их структуры, правил соединения отдельных знаков. Семантика изучает отношение между знаком и тем, что он замещает, представляет.
Информация для старших классов. Для формальных языков характерно принадлежность к ограниченной предметной области (математика, химия, и пр.). Назначение формального языка – адекватное описание системы понятий и отношений, связанных для данной предметной области. Поэтому, все названные выше компоненты языка (алфавит, синтаксис) ориентированы на специфику предметной области. Язык может развиваться, изменяться, дополняться вместе с развитием своей предметной области. Например, открытие новых элементов в химии. И попросить привести дополнительные примеры. Для того, чтобы понять, что же усвоили ученики. И конечно, нужно пояснить почему же применяем естественные, если бы везде могли использовать формальные языки.
Естественные языки не ограничены в своем применении, в этом смысле их можно назвать универсальными. Однако не всегда бывает удобным использовать только естественный язык в узкопрофессиональных областях, так как он очень многозначный. В таких случаях люди прибегают к помощи формальных языков.
Известны примеры языков, находящихся в промежуточном состоянии между естественными и формальными. Язык эсперанто был создан искусственно для общения людей разных национальностей. А латынь, на которой в древности говорили жители Римской империи, в наше время стало формальным языком медицины и фармакологии, утратив функцию разговорного языка. Приведенный выше разговор о языках имеет важное значение для общеобразовательного содержания базового курса информатики. Знакомый ученикам термин «язык» приобретает новый смысл в их сознании. Вокруг этого термина строится целая система научных понятий. Понятие языка является одним из важнейших системообразующих понятий курса информатики.
Также детям следует выполнить задания из приложения 1.
|
