Урок №1 Тема Вещественно-энергетическая и информационная картины мира. Основные понятия и задачи теории информации

УРОК №1-2. Тема Вещественно-энергетическая и информационная картины мира. Основные понятия и задачи теории информации. Виды информационных процессов. Единство информационных процессов. Цели урока: сформировать у учащихся представление о вещественно-энергетической и информационной картине мира, объяснить основные понятия и задачи информатики и раздела теории информации, показать многообразие и единство информационных процессов их значения в жизни человека. Задачи урока: образовательные: изучение основных понятий и задач теории информации; систематизация представлений об вещественно-энергетической и информационной картине мира; сформировать у учащихся представление о единой картине мира, единстве информационных процессов. развивающие: развитие способности логически рассуждать, развитие абстрактного мышления. воспитательные: сформировать у учащихся готовность к информационно-учебной деятельности. Материалы и оборудование к уроку: презентация, опорный конспект. Тип урока: урок объяснения нового материала. Форма проведения урока: рассказ, беседа. План урока: Новый материал. Домашнее задание. Ход урока: Новый материал. Беседа-лекция. (В процессе беседы учащиеся заполняют опорный конспект) 1. Вещественно-энергетическая картина мира. Мы живем в макромире, т.е. в мире, который состоит из объектов, по своим размерам сравнимых с человеком. Обычно макрообъекты разделяют на неживые (здания, средства транспорта, мебель, одежда, станки и механизмы и т.д.) и живые (сам человек, животные, растения и т.д.). Макрообъекты состоят из молекул и атомов, которые, в свою очередь, состоят из элементарных частиц, размеры которых чрезвычайно малы. Этот мир называется микромиром. Мы живем на планете Земля, которая входит в солнечную систему. Солнце вместе с миллионами других звезд образует нашу галактику - Млечный путь, а миллионы галактик образуют Вселенную. Все эти объекты имеют громадные размеры и образуют мегамир. Все многообразие этих объектов состоит из вещества. Согласно физической теории "Большого взрыва" наша Вселенная образовалась в результате взрыва сгустка "перво-материи" около 20 миллиардов лет назад. Тогда материя существовала фактически в форме энергии. Затем на протяжении долей секунды начало образовываться вещество в форме элементарных частиц. Постепенно структура вещества стала усложняться, элементарные частицы стали образовывать атомы, а атомы - молекулы. Атомы и молекулы за счет сил гравитационного притяжения образовали сложные структуры мегамира (галактики, звезды, планеты). Окружающий мир можно представить в виде иерархического ряда объектов: элементарных частиц, атомов, молекул, макротел, звезд, галактик и т.д. При этом на уровне молекул и макротел в этом иерархическом ряду образуется ответвление - другой ряд, связанный с живой природой, человеком, обществом и техникой. Поднятое над поверхностью земли тело обладает механической энергией, нагретый чайник - тепловой, заряженный проводник - электрической, ядра атома - атомной. Механическая энергия падающей воды вращает турбины гидроэлектростанций, тепловая энергия превращается в электрическую на тепловых электростанциях, атомная в электрическую - на атомных станциях. Электрическая энергия передается по проводам и с помощью электродвигателей превращается в механическую энергию (движение поездов, лифтов и т.д.). Вещественно-энергетическая картина мира начала складываться еще в античной философии, а с XVIII века формировалась в основном в рамках физической науки и химии. С середины XX века все большее внимание стало уделяться исследованию строения и функционирования сложных систем (биологических, социальных и технических) в рамках биологии и других наук. Однако не все особенности таких систем оказалось возможным объяснить в рамках традиционного вещественно-энергетического подхода. 2. Информационная картина мира. Строение и функционирование сложных систем различной природы (биологических, социальных, технических) оказалось невозможным объяснить, не рассматривая общих закономерностей информационных процессов. К концу XX века стала складываться, сначала в рамках кибернетики и биологии, а затем информатики, информационная картина мира. Информационная картина мира рассматривает окружающий мир под особым, информационным углом зрения, при этом она не противопоставляется вещественно-энергетической картине мира, но дополняет и развивает ее. Информация в природе. Второе начало термодинамики, один из основных законов классической физики, утверждает, что если какую-либо систему "предоставить самой себе" и убрать все внешние воздействия (такую систему называют "закрытой"), то эта система стремится к состоянию термодинамического равновесия. Составляющие ее элементы "перемешиваются", разрушается их структура и наступает полный беспорядок - хаос. Энтропия системы, которая является мерой беспорядка, возрастает, а информация (антиэнтропия), которая является мерой упорядоченности, уменьшается. В соответствии с такой точкой зрения нашу Вселенную ждет "тепловая смерть", т.е. прекращение каких-либо изменений и развития. Однако, по крайней мере, на нашей планете многое происходит наоборот: идет саморазвитие, эволюция живой природы, т.е. повышение сложности и разнообразия живых систем. Жизнь является системой открытой, многообразными путями в нее поступают и вещество, и энергия, и информация. Потребляя энергию солнечного излучения в процессе фотосинтеза, растения строят сложные биологические молекулы из простых неорганических, далее животные, поедающие растения и друг друга, создают все более сложные живые структуры и т.д. Таким образом, энтропия в живой природе уменьшается, а информация (антиэнтропия) - увеличивается. Получение и преобразование информации является 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. Биологи образно говорят, что "живое питается информацией", создавая, накапливая и активно используя ее. Генетическая информация. Любой живой организм, в том числе человек, является носителем генетической информации, которая передается по наследству. Генетическая информация хранится в каждой клетке организма в молекулах ДНК, которые состоят из отдельных участков (генов). Каждый ген "отвечает" за определенные особенности строения и функционирования организма и определяют как его возможности, так и предрасположенность к различным наследственным болезням. Чем сложнее и высокоорганизованнее организм, тем большее количество генов содержится в молекуле ДНК. Работы по расшифровке генома человека, который содержит более 20 тысяч различных генов, проводились с использованием компьютерных технологий и были в основном закончены в 2000 году. Человек и информация. Человек живет в мире информации. Человек воспринимает окружающий мир (получает информацию) с помощью органов чувств. Наибольшее количество информации (около 90%) человек получает с помощью зрения, около 9% - с помощью слуха и только 1% с помощью других органов чувств (обоняния, осязания и вкуса). Полученная человеком информация в форме зрительных, слуховых и других образов хранится в его памяти. Человеческое мышление можно рассматривать как процессы обработки информации в мозгу человека. На основе информации, полученной с помощью органов чувств, и теоретических знаний, полученных в процессе обучения, человек создает информационные модели окружающего мира. Такие модели позволяют человеку ориентироваться в окружающем мире и принимать правильные решения для достижения поставленных целей. Информационные процессы. Процессы, связанные с получением, хранением, обработкой и передачей информации, называются информационными процессами. Из истории. Если обратиться в далекое прошлое, то жалобы на обилие информации обнаруживаются тысячелетия назад. Пример. На глиняной дощечке (шумерское письмо IV тысячеле­тия до нашей эры) начертано: «Настали тяжелые време­на. Дети перестали слушаться родителей, и каждый но­ровит написать книгу». Особенно модным стало жаловаться на непереносимость информационного бремени с XVII века. В XX веке заговори­ли ни более ни менее, как об информационной катастрофе. Информационный кризис — это возрастающее противоречие между объемом накапливаемой в обществе информации и ограниченными возможностями ее переработки отдельно взя­той личностью. По оценкам специалистов в настоящее время количество информации, циркулирующей в обществе, удваи­вается примерно каждые 8-12 лет. Появилась уверенность в том, что для того, чтобы справиться с такой лавиной инфор­мации, недостаточно возможностей человеческого организма. Для этого нужны специальные средства и методы обработки информации, ее хранения и использования. Сформировались новые научные дисциплины — информатика, кибернетика, бионика, робототехника и др., имеющие своей целью изуче­ние закономерностей информационных процессов, то есть процессов, цель которых — получить, передать, сохранить, обработать или использовать информацию. В наиболее общем виде информационный процесс (ИП) определяется как совокупность последовательных действий (операций), производимых над информацией (в виде дан­ных, сведений, фактов, идей, гипотез, теорий и пр.) для по­лучения какого-либо результата (достижения цели). Информация не существует сама по себе, она проявляется в информационных процессах. Информационные процессы всегда протекают в каких-ли­бо системах. Информационные процессы могут быть целенаправлен­ными или стихийными, организованными или хаотичными, детерминированными или вероятностными, но какую бы мы ни рассматривали систему, в ней всегда присутствуют ин­формационные процессы, и какой бы информационный про­цесс мы ни рассматривали, он всегда реализуется в рамках какой-либо системы — биологической, социальной, техни­ческой, социотехнической. Пример. «Танец» пчел — процесс передачи информации от пчел-разведчиков пчелам-сборщикам меда. Обучение в школе — это процесс передачи информации, накопленной предыдущими поколениями людей, подрас­тающему поколению. Электронная почта (как совокупность соответствующих аппаратных средств и программ) предназначена для обес­печения передачи информации между компьютерами. В зависимости от того, какого рода информация является предметом информационного процесса и кто является его субъектом (техническое устройство, человек, коллектив, об­щество в целом), можно говорить о глобальных информаци­онных процессах, или макропроцесссах, и локальных ин­формационных процессах, или микропроцессах. Схема взаимосвязи информационных процессов показана на рис., где линиями без стрелок показаны включения одних процессов в другие (нижних на схеме в верхние), а линиями со стрелками — последовательность выполнения процессов. Схема взаимосвязи информационных процессов Пример. Процесс познания, распространение информации посред­ством СМИ, информационные войны, организация ар­хивного хранения информации — глобальные ИП. Сравнение данных, двоичное кодирование текста, запись порции информации на носитель — локальные ИП. Наиболее общими информационными процессами явля­ются три процесса: сбор, преобразование, использование информации. Каждый из этих процессов распадается, в свою очередь, на ряд процессов, причем некоторые из последних могут входить в каждый из выделенных обобщенных процессов. Так, сбор информации состоит из процессов поиска и от­бора. В свою очередь поиск информации осуществляется в результате выполнения процедур целеполагания и использо­вания конкретных методов поиска. Методы поиска бывают «ручные» или автоматизирован­ные. Они включают в себя такие процедуры, как формирова­ние поискового образа (в явном или неявном виде), про­смотр поступающей информации с целью сравнения её с поисковым образом. Отбор информации производится на основе ее анализа и оценки ее свойств (объективность, достоверность, актуаль­ность и пр.) в соответствии с выбранным критерием оценки. Отобранная информация сохраняется. Хранение информации — это распространение её во вре­мени. Хранение информации невозможно без выполнения процессов кодирования, формализации, структурирова­ния, размещения, относящихся к общему процессу преобра­зования информации. В то же время кодирование, формализацию, структуриро­вание можно вполне обоснованно отнести к процессам обра­ботки информации. Наряду с вышеперечисленными к про­цессам обработки информации относятся также информаци­онное моделирование, вычисления по формулам (численные расчеты), обобщение, систематизация, классификация, кла­стеризация, схематизация и т. п. Обработка информации составляет основу процесса пре­образования информации. Информация может быть передана (распространена в пространстве) для её последующего использования, обработ­ки или хранения. Процесс передачи информации включает в себя процессы кодирования, восприятия, расшифровки и пр. Важнейшим процессом использования информации субъ­ектом является процесс подготовки и принятия решений. Наряду с этим часто использование информации сводится к в процессам формирования документированной информа­ции (документов в том смысле, в каком этот термин исполь­зуется в делопроизводстве) с целью подготовки информаци­онного или управляющего воздействия. Пример. Бухгалтер на основании имеющихся первичных доку­ментов (накладных, нарядов, табелей учета времени, ин­струкций по налогообложению и пр.) составляет сводную ведомость. Сообщение о крупной аварии может стать основой для подготовки пакета документов о введении чрезвычайного положения. Тот факт, что общество входит в новый виток развития цивилизации, который характеризуется освоением не только вещества и энергии, но и информации, становится общепризнанным. Термин “информация”   превратился сейчас в один из наиболее  употребляемых  терминов в науке, технике и в быту. Это обусловлено тем, что понятия “информация” и “знания” очень близки, а знания, осведомленность играют далеко немаловажную роль в жизни, как отдельного человека, так и общества в целом. Слова известного французского дипломата Талейрана: “Кто владеет информацией - владеет миром” - наполняются сейчас не только политическим смыслом, но в большей мере экономическим, социальным. В реальной практике широко используются процедуры, входящие в процесс защиты информации. Защита инфор­мации — важный компонент процессов хранения, обработ­ки, передачи информации в системах любого типа, особенно в социальных и технических системах. К ней относятся раз­работка кода (шифра), кодирование (шифрование), сравне­ние, анализ, паролирование и т. п. После того, как процесс использования информации за­вершен, например, решение принято и субъект приступил к его реализации, как правило, возникает новая задача и не­обходимы новая информация либо уточнение уже имеющейся. Это приводит к тому, что субъект вновь обращается к процедуре сбора информации и пр. Поэтому, говоря об ин­формационных процессах, следует подчеркивать не только их взаимосвязь, но и цикличность. Отсюда ясно происхож­дение понятий «информационный цикл», «жизненный цикл информации». Человек всегда стремится автоматизировать выполнение рутинных операций и операций, требующих постоянного внимания и точности. То же справедливо и по отношению к информационным процессам. Универсальным устройством для автоматизированного выполнения информационных процессов в настоящее время является компьютер. Немалую роль в этом играют вычисли­тельные системы и сети.

Похожие:

	Календарно-тематическое планирование по информатике для 10-х класс Вещественно-энергетическая и информационная картины мира. Разомкнутая информационная система. Замкнутая информационная система		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Правила поведения и техника безопасности в кабинете информатики. Вещественно-энергетическая и информационная картины мира
	1. Основные понятия и определения теории анализа и принятия решений... Вводные понятия теории анализа и принятия решений. Области применения. Лицо, принимающее решение (лпр). Альтернативы и критерии в...		Урок информатики в 5 классе №1 Тема: «Путешествие по миру, или кодирование информации» Образовательная – расширить представление учащихся о кодировании информации; закрепить понятия: код, кодирование, декодирование,...
	Тема: Носители информации. Программы и файлы. Рабочий стол Цель:... Носители информации – материальный объект, используемый для закрепления и хранения на нем информации		Лекция №7 Тема: “Элементы молекулярно-кинетической теории и Цель лекции: дать основные понятия и определения молекулярно-кинетической теории газов
	Реферата, Ф. И. О. студента Тема: Основные понятия теории и методики...		Тема: Информационная безопасность Информационная безопасность это защищенность информации от любых случайных или злонамеренных воздействий, результатом которых может...
	Семинара: Основные положения теории права Изучить основные понятия теории права и сформировать понимание ценности права в обществе, получить представление о работе со справочными...		Урок химии в 9 классе «Реакции ионного обмена» Повторить основные понятия теории электролитической диссоциации и проверить их усвоение
	Тема основные понятия теории физической культуры Гос впо по специальности 080111. 65 Маркетинг, утвержденный Министерством образования РФ «23» марта2000 г., №202 эк/сп		«Волшебный компьютер» (35 часов) Свойства информации. Язык представления информации. Кодирование информации. Основные понятия логики. Понятие графов. Устройство персонального...
	Урока информатики в 9 классе Тема : "Компьютерное информационное моделирование" Компьютерные сети", помочь учащимся усвоить понятие "информационная модель", дать основные понятия, необходимые для создания простейших...		Поурочное планирование по разделу Объяснять роль клеточной теории в формировании естественно-научной картины мира
	Конспект лекций по дисциплине: теория систем и системный анализ санкт-Петербург... Выбор показателя эффективности, математическая постановка задачи		Тема Основные понятия экономических информационных систем (эис) и... Тема Основные понятия экономических информационных систем (эис) и информационных технологий (ИТ) (6 часов) 6