Информация. Информационные процессы. Информационные технологии.
Последняя четверть ХХ века характеризуется интенсификацией производственной деятельности (увеличения производительности), научной и управленческой деятельности. А это в свою очередь требует обработки большого количества информации.
Вещество, энергия и информация – важнейшие сущности нашего мира.
Вещество – это все, что вокруг нас.
Энергия приводит наш мир в движение (энергия химических реакций, энергия солнечных лучей, электрическая и механическая энергии и т.д.).
Информация – третья важнейшая сущность нашего мира.
В основе этого определения, даваемого философами, понятие нарушенного однообразия, т.е. информация не то, что заключается в книге или докладе, а то новое, что получено нами из них.
В бытовом смысле под информацией обычно понимают те сведения, которые человек получает из окружающей природы и общества с помощью органов чувств. Наблюдая за природой, общаясь с другими людьми, читая газеты и книги, просматривая телепередачи, мы получаем информацию. Биолог отнесет к информации те данные, которые человек не получал с помощью органов чувств и не создавал в своем уме, а хранит в себе с момента рождения и до смерти. Это генетический код, благодаря которому дети так похожи на родителей.
В информатике – науке, изучающей методы представления, накопления, передачи и обработки информации с помощью ЭВМ – информацию определяют следующим образом.
Информация – совокупность сведений, циркулирующих в природе, обществе, а также в созданных человеком системах. Т.о. информацию собирают, хранят, передают, обрабатывают и используют. Для этих целей используются разработанные информационные технологии, (т.е. системы методов и способов сбора, накопления, хранения, поиска, обработки и выдачи информации).
Корни информатики лежат в другой науке – кибернетике. Понятие "кибернетика" впервые появилось в начале Х!Х века, и было предложено французским физиком Ампером, предположившим, что должна существовать наука, изучающая искусство управления. Эту несуществующую науку Ампер назвал кибернетикой от греческого слова кибернетикос (искусный в управлении). В 1948 году американский математик Норберт Винер возродил термин "кибернетика" и определил ее как науку об управлении в живой природе и в технических системах.
Человечество за тысячелетия своего существования накопило огромное количество информации. Мозг человека не в состоянии хранить такой объем ее и без искажения передавать. Поэтому для хранения использовались природные средства: рисунки на стенах пещер, скалах. Носители информации непрерывно совершенствовались, появились: пергамент, папирус, береста, бумага, фотопленка, перфорационные носители, магнитные, оптические носители.
Информационные потоки растут лавинообразно. Особенно это характерно для промышленности, управления и науки. Появление средств обработки информации привели к понятию информационные ресурсы.
Информационные ресурсы – информация, используемая на производстве, в технике, управлении обществом, специально организованная и обрабатываемая на ЭВМ.
Информационные ресурсы в объеме страны – национальные информационные ресурсы.
Информационные ресурсы страны определяют ее научно-технический прогресс, научный потенциал, экономическую и стратегическую мощь. В этом смысле говорят об информатизации общества.
Информатизация общества – повсеместное внедрение комплекса мер, направленных на обеспечение полного и своевременного использования достоверной информации и зависит от степени освоения и развития новых информационных технологий.
Формы и виды представления информации.
Информацию можно классифицировать разными способами, и разные науки делают это по-разному. Каждая наука вводит свою систему классификации.
В информатике рассматривают две формы представления информации:
· аналоговую (непрерывную) -температура тела, мелодия, извлекаемая на скрипке, когда смычок не отрывается от струн и не останавливается, движение автомобиля;
· дискретную (прерывистую) – времена года, точка и тире в азбуке Морзе.
Все многообразие окружающей нас информации можно сгруппировать по различным признакам.
| ВИДЫ ИНФОРМАЦИИ | ПОДВИДЫ ИНФОРМАЦИИ |
| Массовая | Общественно-политическая |
| Научно-популярная | |
| Специальная | Научная |
| Техническая | |
| Экономическая | |
| Управленческая | |
| Личная |
На данной таблице показано деление информации, создаваемой и используемой человеком, на виды и подвиды по общественному назначению.
По признаку "область возникновения" информация делится на:
· элементарную – отражает процессы и явления неодушевленной природы;
· биологическую – отражает процессы растительного и животного мира;
· социальную – отражает процессы человеческого общества.
По способу передачи и восприятия различают информацию:
· визуальную – передается видимыми образами и символами;
· аудиальную – передается звуками;
· тактильную – передается ощущениями;
· органо-лептическую – передается запахами и вкусом;
· машинную – выдаваемую и воспринимаемую средствами вычислительной техники.
Человек так устроен, что воспринимает информацию с помощью органов чувств и эта информация принимается, хранится и обрабатывается как аналоговая. Многие устройства, созданные человеком, тоже работают с аналоговой информацией, например, телевизор, телефон, проигрыватель пластинок.
К цифровым устройствам относятся персональный компьютер, работающий с информацией, представленной в цифровой (дискретной) форме.
Информацию, создаваемую и используемую человеком, по общественному назначению делят на:
· массовую (общественно-политическая, научно-популярная и т.д.):
· специальную (научная, техническая, экономическая, управленческая и т.д.)
· личная.
Информация циркулирует в конкретных информационных системах, т.е. в системах, где между объектами доминируют информационные связи (например, а)работник, б)учреждение, в)система продажи билетов).
Роль компьютеров в этих системах огромна. Они выполняют почти все операции.
Свойства информации.
Информация имеет определенные свойства:
· полезность (относительно конкретной информационной системы);
· полнота (мечта историка – иметь полную информацию о минувших эпохах, но историческая информация никогда не бывает полной, и полнота уменьшается по мере удаленности от нас исторической эпохи);
· достоверность – она уменьшается с уменьшением полноты;
· новизна – с течением времени информация стареет, например, быстро стареет газетная информация, поэтому работа газетных издательств должна быть более оперативной;
· ценность – самая ценная информация – достаточно полезная, полная, достоверная и новая.
Алфавитный способ представления информации.
Информацию записывают с помощью символов. Конечное множество символов (букв) для записи информации составляет алфавит. Из букв составляются слова, из слов – словосочетания и предложения.
В информатике понятие алфавита расширяется. Можно рассматривать алфавит арифметики, телеграфный алфавит, алфавиты, состоящие из специально придуманных значков.
Примеры:
А={0,1,2,…9,<,>,=,+,-,*,(,),} – алфавит арифметики
Т={.,--} – телеграфный алфавит
B={I,V,X,L,C,M} – алфавит римской нумерации
R={А,Б,В,Г,..,Э,Ю,Я} – русский алфавит
L={A,B,C,D,…x,y,z} – латинский алфавит
N={^,I,*} – придуманный алфавит
M={0,1} – машинный алфавит.
Словом называется упорядоченная последовательность конечного числа букв определенного алфавита.
(4+3)*19 – слово в алфавите А
-.--.. – слово в алфавите Т
01101 – слово в алфавите М
^^I*^ - слово в алфавите N.
Информацию, представленную в одном алфавите, можно перевести в другой алфавит. Процесс преобразования информации из одной формы в другую называется кодированием.
Машинная информация, например, представляется в двоичном коде или в алфавите М. Обмен информацией осуществляется с помощью сигналов: звуковых, световых и т.д. В ЭВМ – это электрические сигналы.
Представление целых чисел в компьютере.
Целые числа являются простейшими числовыми данными, с которыми оперирует ЭВМ. Для целых чисел существуют два представления: беззнаковое (только для неотрицательных целых чисел) и со знаком. Очевидно, что отрицательные числа можно представлять только в знаковом виде. Целые числа в компьютере хранятся в формате с фиксированной запятой.
Представление целых чисел в беззнаковых целых типах.
Для беззнакового представления все разряды ячейки отводятся под представление самого числа. Например, в байте (8 бит) можно представить беззнаковые числа от 0 до 255. Поэтому, если известно, что числовая величина является неотрицательной, то выгоднее рассматривать её как беззнаковую.
Представление целых чисел в знаковых целых типах.
Для представления со знаком самый старший (левый) бит отводится под знак числа, остальные разряды - под само число. Если число положительное, то в знаковый разряд помещается 0, если отрицательное - 1. Например, в байте можно представить знаковые числа от -128 до 127.
Прямой код числа.
Представление числа в привычной форме "знак"-"величина", при которой старший разряд ячейки отводится под знак, а остальные - под запись числа в двоичной системе, называется прямым кодом двоичного числа. Например, прямой код двоичных чисел 1001 и -1001 для 8-разрядной ячейки равен 00001001 и 10001001 соответственно.
Положительные числа в ЭВМ всегда представляются с помощью прямого кода. Прямой код числа полностью совпадает с записью самого числа в ячейке машины. Прямой код отрицательного числа отличается от прямого кода соответствующего положительного числа лишь содержимым знакового разряда. Но отрицательные целые числа не представляются в ЭВМ с помощью прямого кода, для их представления используется так называемый дополнительный код.