Информация и физический мир

Информация, ее виды и свойства. Информатика как наука

Информатика

Современная научно-техническая революция привела к гигантскому возрастанию экономического и социального значения новой деятельности человека – информационной. Это развитие обусловливает эффективное функционирование всех отраслей народного хозяйства, науки и культуры.

По данным ЮНЕСКО, более половины занятого населения всех развитых стран участвует в процессе производства и распространения информации, происходит процесс перераспределения трудовых ресурсов из сферы материального производства в информационную сферу. Информационные ресурсы становятся основным национальным богатством, а экономическую мощь страны определяет эффективность их эксплуатации. Все это привело к росту науки информатики.

Информатика – наука, изучающая свойства информации, а также способы представления, накопления, обработки и передачи информации с помощью технических средств.

В информатике выделяют три основных направления: теоретическое, практическое и техническое. Они изучают:

− теорию информации, теорию алгоритмов математической логикой и комбинаторным анализом,

− программирование и использование прикладных программ,

− проектирование, разработку и использование технических средств обработки информации.

Информация

С информацией мы постоянно сталкиваемся в реальной жизни, она, наряду с веществом и энергией, является одним из основных понятий науки.

Информация– это сведения, знания и сообщения, получаемые человеком из различных источников.

Понятие «информация» является одним из фундаментальных в современной науке… базовым для информатики. Информацию наряду с веществом и энергией рассматривают в качестве важнейшей сущности мира, в котором мы живем. Однако если задаться целью: формально определить понятие «информация», то сделать это будет чрезвычайно сложно. Аналогичными «неопределяемыми» понятиями, например, в математике является «точка» или «прямая». Так, можно сделать некоторые утверждения, связанные с этими математическими понятиями, но сами они не могут быть определены с помощью более элементарных понятий.

Для большинства из нас слово «информация» − нечто вполне очевидное и неопределяемое, например:

− в быту – сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, воспринимаемые и передаваемые человеком или специальными устройствами,

− в технике – сообщения, передаваемые в форме знаков и сигналов,

− в лингвистике – сведения, обладающие новизной или полезностью,

− в общественных (социальных) науках – сведения, данные, понятия, отраженные в нашем сознании и изменяющие наши представления о реальном мире (социальная информация),

− в живой природе в биологических системах (биология, анатомия - сведения о состоянии системы), в генетике (программа биосинтеза белка - генетическая информация),

− в кибернетике – часть знаний, которые используются для ориентирования, активного действия, управления, т.е. в целях сохранения, совершенствования и развития системы.

Все многообразие окружающей нас информации можно сгруппировать по различным признакам:

− по области возникновения. Информация, отражающая процессы, явления неодушевленной природы, называется элементарной или механической; процессы животного и растительного мира – биологической, человеческого общества – социальной,

− по способу передачи и восприятия. Информацию, передаваемую видимыми образами и символами, называют визуальной, звуками – аудиальной, ощущениями – тактильной, запахами и вкусами – органалептической, информацию, выделяемую и воспринимаемую средствами вычислительной техники, - машинной,

− по общественному назначению информацию можно разбить на три вида: личная, массовая и специальная.

Итак, информация – это отражение внешнего мира с помощью знаков и сигналов.

Информация различается:

− по способу восприятия (зрительная – текстовая и графическая, слуховая – речь, музыка, звуковые сигналы, вкусовая – горький, сладкий, кислый и т.п., тактильная – осязательная: о качестве предмета: гладкий, шершавый и т.п., и его состоянии: холодный, горячий и т.п., обонятельная – о запахах),

− по форме представления (текстовая, числовая, графическая, музыкальная),

− по общественному значению (личная: знания, опыт, интуиция, умения, эмоции и др., общественная или массовая: общественно-политическая, обыденная, эстетическая и др., специальная: научная, производственная, управленческая, техническая и т.п.)

Передача информации. Сигнал

Способ передачи информации – сигнал: свет, код Морзе, текст, электрический импульс и т.д. Сигнал – это физический процесс, имеющий информационное значение. Сигнал может быть непрерывным (аналоговым) или дискретным (прерывистым).

Аналоговый сигнал – сигнал, непрерывно изменяющийся по амплитуде и во времени (напряжение, ток, температура и т.д.). используют в телефонной связи, радио, ТВ, кардиограмме и т.п.

Дискретный сигнал – сигнал, который может принимать лишь конечное число значений в конечное число моментов времени.

Любой передаваемый сигнал переносится либо веществом (текст, наскальный рисунок, гены и т.д.), либо энергией (звук, свет, радиоволны и т.д.). Таким образом, информация всегда связана с материальным носителем.

Носитель информации – материальная среда для записи и хранения информации.

Информация передается в виде сообщений, определяющих форму и представление передаваемой информации. Примерами сообщений являются музыкальное произведение; телепередача; команды регулировщика на перекрестке; текст, распечатанный на принтере; данные, полученные в результате работы составленной вами программы и т.д. При этом предполагается, что имеются «источник информации» и «получатель информации».

Сообщение от источника к получателю передается посредством какой-нибудь среды, являющейся в таком случае «каналом связи» (рис. 1). Так, при передаче речевого сообщения в качестве такого канала связи можно рассматривать воздух, в котором распространяются звуковые волны, а в случае передачи письменного сообщения (например, текста, распечатанного на принтере) каналом сообщения можно считать лист бумаги, на котором напечатан текст.

Рис. 1. Схема передачи информации

Человеку свойственно субъективное восприятие информации через некоторый набор ее свойств: важность, достоверность, своевременность, доступность и т.д. В этом смысле одно и то же сообщение, передаваемое от источника к получателю, может передавать информацию в разной степени. Так, например, вы хотите сообщить о неисправности компьютера. Для инженера из группы технического обслуживания сообщение «компьютер сломался» явно содержит больше информации, чем для вахтера. Но, в свою очередь, для инженера сообщение «не включается дисплей» содержит информации больше чем первое, поскольку в большей степени снимает неопределенность, связанную с причиной неисправности компьютера. Как видно, одно и тоже сообщение для различных пользователей несет различную информацию.

Свойства информации

Основные свойства информации (ее качественные признаки)

− объективность (если она не зависит от чьего-либо мнения, суждения);

− достоверность (если она отражает истинное положение дел), объективная информация всегда достоверна, но достоверная информация может быть как объективной, так и субъективной; основные механизмы получения недостоверной информации: преднамеренное искажение (дезинформация), искажение в результате помех («испорченный телефон»), преувеличение или преуменьшение реального факта (слухи, рыбацкие истории и др.);

− полнота (если она достаточна для принятия решения);

− актуальность (ее важность, существенность для настоящего времени); причины неактуальности информации: устаревание, ненужность, бесполезность

− полезность, ценность (оценивается по тем задачам, которые можно решить с ее помощью), оценка полезности субъективна;

− понятность (если она выражена на языке, доступном для получателя).

Социально-политическая (общественная) информация обладает рядом дополнительных свойств:

− семантический характер, т.е. в понятиях обобщаются наиболее существенные признаки предметов, процессов и т.д.;

− компактность и логичность (что облегчает ее понимание и усвоение);

− скорость старения информации, информацию старит не время, а появление новой информации;

− кумулирование (накопление) информации, в процессе накопления производится систематизация, оценка, обобщение информации.

Измерение информации

Использование терминов «больше информации» или «меньше информации» подразумевает некую возможность ее измерения (или хотя бы количественного соотнесения). При субъективном восприятии измерение информации возможно лишь в виде установления некоторой порядковой шкалы для оценки «больше» - «меньше», да и то субъективной, поскольку на свете немало людей, для которых, например, оба сообщения, использованных выше в качестве примера, вообще не несут никакой информации. Такое становится невозможным при введении объективных характеристик, из которых для информации важнейшей является количество. Однако при объективном измерении количества информации следует заведомо отрешиться от восприятия ее с точки зрения субъективных свойств, примеры которых перечислены выше. Более того, не исключено, что не всякая информация будет иметь объективно измеряемое количество – все зависит от того, как будут введены единицы измерения. Не исключено и то, что при разных способах введения единиц измерения информация, содержащаяся в двух допускающих измерение5 сообщениях, будет по- разному соотноситься.

Информация и физический мир

Рассмотрим некоторый набор свойств информации: Запоминаемость, Передаваемость, Преобразуемость, Воспроизводимость; Стираемость.

Свойство запоминаемости – одно из самых важных. Запоминаемую информацию будем называть макроскопической (имея ввиду пространственные масштабы запоминающей ячейки и время запоминания). Именно с макроскопической информацией мы имеем дело в реальной практике.

Передаваемость информации с помощью каналов связи (в том числе с помехами) хорошо исследована в рамках теории информации К. Шеннона. В данном случае имеется ввиду несколько иной аспект – способность информации к копированию, т.е. к тому, что она может быть «запомнена» другой макроскопической системой и при этом останется тождественной самой себе. Очевидно, что количество информации не должно возрастать при копировании.

Воспроизводимость информации тесно связана с ее передаваемостью и не является ее независимым базовым свойством. Если передаваемость означает, что не следует считать существенными пространственные отношения между частями системы, между которыми передается информация, то воспроизводимость характеризует неиссякаемость и неистощимость информации, т.е., что при копировании информация остается тождественной самой себе.

Фундаментальное свойство информации – преобразуемость. Оно означает, что информация может менять способ и форму своего существования. Копируемость есть разновидность преобразования информации, при котором ее количество не меняется. В общем случае количество информации в процессах преобразования меняется, но возрастать не может. Свойство стираемости информации также не является независимым. Оно связано с таким преобразованием информации (передачей), при котором ее количество уменьшается и становится равным нулю.

Данных свойств информации недостаточно для формирования ее меры, так как они сводятся к физическому уровню информационных процессов.

Информационные процессы

В течение всей жизни человек постоянно воспринимает информацию: он видит, слышит, обладает органами чувств, он может получить информацию и от собственных внутренних органов. Точно также информацию могут воспринимать животные, роботы, технические устройства и т.п. Они могут получать, хранить, передавать и перерабатывать информацию. Все эти действия называются информационными процессами.

− Хранение информации. Чтобы полученную информацию можно было использовать, причем многократно, ее необходимо уметь сохранять. В древности – зарубки, счет предметов с помощью камушков, узелков, изображение сцен охоты и т.п. следующий этап – возникновение письменности, далее - открытие книгопечатания.

Хранение информации – это способ распространения информации в пространстве и времени.

ЭВМ – универсальное устройство для компактного хранения информации с возможностью оперативного доступа к ней. Хранение больших объемов информации оправдано только при условии, если известен способ оперативного доступа к ней, а получаемые сведения представлены в доступной форме.

Информационная система – это хранилище информации, снабженное процедурами ввода, поиска, размещения и выдачи информации.

Поиск информации – это извлечение необходимой информации из хранилища.

Существует ручной и автоматизированный методы поиска. Для ускорения поиска составляются каталоги, выпускаются специальные научные и реферативные (обзорные) журналы, создаются автоматизированные информационно-поисковые системы.

− Передача информации. В процессе передачи информации обязательно участвуют источник и приемник информации. Между ними действует канал передачи информации – канал связи – совокупность технических устройств, обеспечивающих передачу сигнала от источника к получателю. Устройство, предназначенное для преобразования исходного сообщения источника информации к виду, удобному для передачи, называется кодирующим. Устройство, служащее для преобразования кодированного сообщения в исходное, называется декодирующим.

− Обработка информации – преобразование информации из одного вида в другой. Обработка информации может производиться двумя способами: по строгим формальным правилам и по принципу «черного ящика».

− Защита информации- предотвращение несанкционированного доступа к ней с целью ее недозволенного использования, изменения или разрушения.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: