Информационные процессы и технологии (4-ое занятие)
Вы все хорошо представляете себе картину окружающего вас мира. Его важнейшими сущностями являются вещество, энергия и информация. На предыдущем уроке вы записали, что такое «информация» с оговоркой, что это всего лишь понятие, а не строгое определение. Вам также было сообщено, что понятиями наука пользуется в тех случаях, когда разные люди при разных обстоятельствах вкладывают в них разный смысл.
Информация - это настолько общее и глубокое понятие, что его нельзя объяснить одной фразой. В это слово вкладывается разный смысл в технике, науке, жизни.
Поэтому рассмотрим понятие информации с разных точек зрения и попробуем определить общие черты.
Упражнение 1
Попробуйте сформулировать понятие информации в различных науках.
Подсказка:
математика: информация - это сведения, которые человек создал с помощью умозаключений;
биология: информация - это генетический код человека;
в обычной жизни: информация — это сведения, сообщение, осведомленность о положении дел;
В толковом словаре Ожегова информация — это:
сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, воспринимаемые человеком или специальным устройством.
сообщения, осведомляющие о положении дел, о состоянии чего-нибудь.
Кто или что работает с информацией с точки зрения информатики?
Что для человека значит информация?
Что такое информация с точки зрения вычислительной техники?
Таким образом, информация в информатике — это (от латинского information - «сведения, разъяснения, изложение») — это знания человека (декларативные — «Я знаю, что...» и процедурные - «Я знаю, как...»), которые он получает из окружающего мира и которые реализуете помощью вычислительной техники.
Итак, в разных научных дисциплинах и в разных областях техники существуют разные понятия информации. Но есть общие черты, которые объединяют это разные подходы.
Упражнение 2
Что нужно сделать, чтобы информация появилась?
У меня есть некоторая информация (текст письма, задачи, картина в памяти, мелодия в «голове», код к сейфу). Что я могу с ней сделать?
Есть ли ситуация, в которой я не смогу ее передать?
Что можно сделать с информацией, находящейся у вашего друга?
Что нужно сделать, чтобы сопоставить несколько информации (сложить два числа, перевести текст с английского на русский, расшифровать код ДНК, сделать коллаж, получить закон физики, поставить диагноз)?
С помощью чего информация передается (текст письма, видеофильм, картина, код ДНК, список класса, наскальные рисунки, компьютерная программа)?
Как информация добирается до получателя (текст, мелодия, рисунок, электронное письмо)? Вывод: понятие информации во всех без исключения сферах предполагает создание, передачу, обработку и хранение информации. Все эти процессы называются информационными.
Вспомнив определение информатики (указать еще раз на него), вы поймете, что как раз информационные процессы являются предметом информатики. Как же происходит передача, хранение и обработка информации?
Передача, обработка и хранение информации происходят в форме сигналов или знаков.
Сигналы можно разделить на несколько типов:
по физической природе (электромагнитный, световой, тепловой, звуковой, механический, биохимический);
по способу восприятия (зрительный, слуховой, осязательный, вкусовой, болевой, физиологический).
Знаками можно считать алфавит любого языка, знаки языка жестов, любые коды или шифры, ноты и т.д.
Рассмотрим по отдельности передачу, обработку и хранение информации.
Передача информации происходит по следующей схеме:
Обработка информации - это получение одних информационных объектов из других путем выполнения некоторых действий.
Упражнение 3
Выполните обработку информации и нарисуйте схему к следующей задаче: «В древности люди решили, что каждой цифре от 1 до 9 соответствует Солнце или планета Солнечной системы: 1 - Солнце, 2 - Луна, 3 - Марс, 4 - Меркурий, 5 - Юпитер, 6 - Венера, 7 - Сатурн, 8 - Уран, 9 - Нептун. Последовательно складывая цифры даты своего рождения можно определить «свою» планету.
Развитие человечества не было бы возможно без сохранения знаний. В результате мы так много знаем о минувших веках. Человеческий разум является самым совершенным инструментом познания мира. А память человека — великолепное устройство для хранения полученной информации.
Чтобы информация стала достоянием многих людей, необходимо иметь возможность хранить ее помимо памяти одного человека. Необходим какой-либо материальный объект, предназначенный для хранения информации - носитель информации.
Хранение информации - это ее накопление на различных носителях.
Носитель информации — среда для записи и хранения информации:
любой материальный предмет;
волны различной природы;
акустические носители;
электромагнитные носители;
гравитационные носители;
вещество в различном состоянии;
компьютерные носители.
Упражнение 4
Привести примеры носителей информации и записать несколько из них.
Но просто сохранить информацию недостаточно. Ее необходимо организовать, чтобы быстро найти нужные сведения. Примерами организованного хранения информации являются записная книжка, оглавление в книге, словари, расписание, каталоги. Это наиболее эффективно организованное хранение информации.
Упражнение 5
Рассмотрим примеры информационных процессов, заполнив следующую таблицу.
|
Процесс
|
Передача
|
Где хранится (носитель)
|
Как обрабатывается (возможные помехи)
|
источник
|
приемник
|
1
|
Животные, охраняя свою территорию оставляют пахучие метки
|
Метка
|
Другое животное
|
Растение
|
Другое животное сравнивает со своим запахом и делает вывод, что запах не его
|
2
|
Мы смотрим новости по телевизору
|
Телевизор
|
Мы
|
Видеопленка
|
|
3
|
Банк располагает
данными о своих вкладчиках
|
База
Данных «Вкладчики»
|
Банковский служащий
|
На дисках
компьютера
или на бумаге
|
Процессором по специальной программе
|
4
|
Петя решает задачу по математике
|
Учебник
математики
|
Петя
|
На бумаге в виде текста
|
С помощью
математических действий
|
5
|
Петя играет в компьютерную игру
|
Компьютер
|
Петя
|
На диске в виде программе
|
Процессором по специальной программе
|
6
|
Летучая мышь ориентируется в пространстве, испуская ультразвуковые волны
|
Препятствие
|
Мышь
|
Препятствие
|
Мозгом мыши
|
7
|
Автоматическое управление полетом ракеты
|
Компьютер
|
Ракета
|
Приборы
|
Бортовым компьютером
|
8
|
Открытие двери ключом
|
Ключ
|
Замок
|
В форме ключа
|
Если форма ключа совпадает с формой отверстия замка, то ключ в замке поворачивается
|
Упражнение 6
Приведите примеры процессов, в которых отсутствуют прямые действия с информацией (устно).
Решите задачи:
1.Угадайте правило, по которому составлена последовательность, и продолжите ее:
А) 2, 2, 4, 8, 32,256, 8192...
Б) п, в, с, ч, п, с
1, 11,21, 1211, 111221,312211, 13112221,....
Г) 1-0, 8-2, 16- 1, 1990-3, 1989-4, 100-2, 7-0, 23-0.
Есть двое песочных часов: на 3 минуты и на 8 минут. Для приготовления эликсира бессмертия его надо варить ровно 7 минут. Как это сделать?
Имеется 3,4,5 и 6 монет, среди которых одна фальшивая. Придумайте способ нахождения фальшивой монеты за минимальное число взвешиваний на чашечных весах без гирь.
Имеется 1000 монет, одна из которых фальшивая (легче других). Придумайте способ нахождения фальшивой монеты за 7 взвешиваний на чашечных весах без гирь. Докажите, что нельзя придумать способ, который гарантирует нахождение фальшивой монеты за 6 взвешиваний.
5. Имеется устройство для обработки информации «черный ящик»:
Определить по таблице входов и выходов, в чем заключается обработка информации этим устройством.
Входы
|
Выходы
|
36
|
18
|
28769
|
18
|
2004
|
8
|
177
|
7
|
Придумайте аналогичные устройства, составив таблицу входов и выходов.
Дополнительный материал
Как происходит передача и хранение информации в живых организмах
Вы знаете, что человек воспринимает информацию с помощью своих органов чувств, к которым относятся зрение, слух, обоняние, осязание и вкус. У каждого такого органа есть специальные рецепторы - нервные окончания. Именно они воспринимают информацию и передают ее нервным клеткам, из которых состоит нервная система.
Нервная клетка может находиться в двух состояниях. Первое — в возбужденном, когда вырабатывается электрический импульс, и второе — в невозбужденном, когда этого импульса нет. Через различные комбинации таких состояний и происходит передача информации по нервной системе.
Хранят генетическую информацию молекулы ДНК. Они состоят из четырех различных нуклеотидов. Всего их в молекуле ДНК около 3 миллиардов пар. Такое количество составляющих позволяет хранить и передавать по наследству всю информацию о человеке: его внешность, здоровье, умственные и другие способности и т.д. вплоть до точного количества лет, которое проживет этот человек.
Наряду с понятием «информация» в информатике часто встречается и употребляется понятие «данные». В чем их различие? Данные — это результаты наблюдений за объектами и явлениями, которые только хранятся. Если их использовать практически, они сразу превращаются в информацию. Например:
А) Вы наблюдаете за состязанием пловцов. У вас в руках секундомер. Вы регистрируйте начальное и конечное положение стрелки — замеряете величину ее перемещения во время заплыва. Это — регистрация данных, т.к. информации о времени заплыва вы еще не получили. Чтобы данные о перемещении стрелки превратились в информацию о времени заплыва, необходимо знать цену деления шкалы секундомера и уметь умножать эту цену деления на величину перемещения. Когда вы это сделайте, тогда только получите интересующую вас информацию.
Б) Вы слушаете передачу по радио на незнакомом языке. К вам поступают данные. Как только вы переведете каким-нибудь методом эти данные на известный вам язык — они сразу превратятся в информацию.
|
