Информатика как наука (стр. 2 из 3)
Активные формы отражения:
- раздражимость клетки;
- чувствительность, т. е. способности иметь ощущения;
- восприятие - способности отражать вещи в некоторой совокупности их свойств;
- мышление - отражение существенных связей в окружающем мире;
- сознание и самосознание.
Становление человека и человеческого общества в процессе трудовой деятельности и общения с помощью речи обусловило возникновение формы отражения в виде сознания и самосознания. Сознание – высшая форма отражения на современном этапе эволюции материи.
Чем больше внутреннее разнообразие системы, тем больше ее элементов реагируют на внешнее воздействие изменением своих свойств, тем адекватнее отражение системой внешнего мира, а чем больше возможностей отражения, тем система может быстрее совершенствоваться, увеличивая свое разнообразие.
Не масса и не энергия, а развитие у систем способности к адекватному отражению характеризует уровень их организации.
На простом примере для нас это означает следующее: если вы знаете только русский язык, и не знаете, скажем, английского языка, то вы не способны отражать в своем сознании англоязычную речь и письмо, не способны извлекать из нее информацию и ориентироваться при помощи этой информации. Те, кто знают оба этих языка, бесспорно, имеют больше возможностей для ориентации в окружающем мире и для дальнейшего расширения своих знаний.
Таким образом, если, согласно ленинской теории отражения, процесс распространения информации есть процесс отражения, то воспринятая информация есть результат отражения - воспринятый образ. При отражении в материальных структурах этот образ материален, при отражении в идеальном сознании - идеален.
Вот небольшой список однокоренных слов:
- Формация (лат. Formatio) – вид, видимость, внешность, наружность, поверхность, облик, образ, форма.
- Реформация – преобразование исходной формы в новую форму.
- Деформация - искажение исходной формы.
- Информация – внедрение в исходную форму, то есть след, отпечаток, впечатление, вкрапление, образ, память о чужой форме.
Так на этом фоне может буквально пониматься слово «информация».
4. Носители информации, память
На физическом уровне восприятие информации, происходит путем изменения значений чувствительных к источнику информации свойств приёмника информации. Т.е. чтобы приемник мог воспринять информацию от источника он должен на него реагировать.
Стекло не реагирует на изменение магнитного поля, а железо намагничивается; светочувствительные клети сетчатки человеческого глаза не чувствительны к волнам в ультрафиолетовом диапазоне, а глаза большинства насекомых – чувствительны и т.п.
Если приёмник оказался чувствительным к источнику, то он может сохранять (запоминать) вызванное источником изменение значений своих свойств и после окончания воздействия, то есть после устранения причины изменения этих свойств. Это и есть следствие, или след (отпечаток, образ, впечатление).
Способность материальных объектов к запоминанию информации теперь широко используется человечеством. В тех местах, где мы проводим ручкой по бумаге, мы изменяем ее оптические свойства (коэффициент преломления), тот же принцип используется при записи на компакт-диски. Магнитная лента и дискета легко изменяют под направленным воздействием магнитные свойства своих элементов, фотопленка и фотобумага – химические свойства, а память живой материи основана на биохимических процессах.
В обиходном понимании мы называем носителем информации именно то, что специально создано и используется нами как собственная внешняя память, на чем мы можем целенаправленно запечатлеть информационные образы и переместить их в пространстве и времени: дискета, бумага, фотопленка. Т.е. словосочетание “носитель информации” понимается нами сугубо утилитарно. Никому не приходит в голову назвать носителем информации, скажем, автомобиль, хотя информации при его рассмотрении можно получить предостаточно: о марке, цвете, годе выпуска, техническом состоянии, предыдущих авариях и. т.п., просто основная его функция иная.
5. Носители информации вещество и поле
В общем же, а не только в утилитарном смысле, носителями информации могут являться любые объекты и системы материального мира.
Материя проявляет себя нам либо в виде вещества, которое характеризуется массой, либо в виде поля, которое характеризуется энергией. Масса и энергия, согласно теории относительности Альберта Эйнштейна, связаны между собой отношением E=mc2.
Самый “популярный” носитель информации электромагнитные[1] волны непосредственно воспринимаемые человеческими органами чувств как свет и тепло.
Рис. 4. Спектр электромагнитных волн.
Конечными источниками информации для наших органов зрения являются исключительно электромагнитные волны.
Вещество способно стабильно хранить информацию, а поля способны быстро и далеко ее переносить. Предельная скорость распространения поля в вакууме равна скорости света (с≈ 3×1010 см/сек). Процесс распространения полей есть волновой (колебательный) процесс.
6. Процесс сообщения
В информационном процессе один и тот же объект (или система) может последовательно выступать в роли приёмника, носителя и источника информации для последующих приемников.
Для того чтобы приёмник информации мог воспринять ее от источника, они должны встретиться в одной точке физического пространства, и провести вместе некоторое время.
Рис. 5. Система сообщений.
Сообщение – многозначное слово.
Сообщение (в пространстве) – совместная, общая часть. Непосредственный контакт (место совмещения, соединения) источника и приёмника информации. Именно при непосредственном контакте происходит изменение значений свойств элементов приёмника информации под воздействием источника. Если сообщение в пространстве не установлено, восприятие информации не возможно.
Воспроизведение информации с целью ее передачи, будет результативно только тогда, когда есть непосредственное сообщение с объектом, способным выступить в роли приемника информации и дальнейшего ее носителя. Это означает, что если нет среды, способной колебаться под воздействием наших голосовых связок, бесполезно воспроизводить эти колебания; если нет никакого освещения, бесполезно подмигивать собеседнику; если собеседник закрыл глаза, то бесполезно подмигивать и при освещении ;-)
Система сообщений (коммуникация, система связи) - последовательная цепь сообщений, обеспечивающая опосредованную передачу информации. При этом установление отдельных сообщений в системе может быть разнесено, как в пространстве, так во времени.
Отсутствие в памяти приёмника реакции на какой-то объект материального мира, не означает того, что этого объекта не существует в материальном мире, а только то, что, либо память приемника не чувствительна к проявлениям этого объекта, либо они не сообщаются в пространстве.
Когда мы изменяем настройку частот радиоприемника, мы перенастраиваем систему сообщений на другой источник. Источником в данном случае является радиоволна. Когда мы слышим шум – это и есть наше восприятие радиоволны, сообщение с которой наших органов слуха в данный момент установлено посредством радиоприемника. Когда мы слышим музыку, мы воспринимаем информационный образ, переданный этой волне предыдущим источником.
В информатике под словом “сообщение” чаще всего понимают получаемое или предназначенное для передачи информационное послание: устное сообщение, письмо, записку, message.
7. Сообщение во времени. Сигнал.
Соединение источника и приемника информации в пространстве имеет некоторую продолжительность во времени. Т.е. существует момент начала сообщения и момент окончания сообщения. Это время, за которое происходит процесс восприятия информации в память ее приемника. Форму процесса сообщения нам удобно описывать в виде сигнала.
Сигнал[2] – представление процесса сообщения в виде изменяющихся во времени значений свойств элементов памяти приёмника информации.
Воспринятый сигнал есть отражение реакции приемника на поведение источника в процессе их сообщения.
Одно из самых распространенных определений сигнала – процесс, несущий информацию.
8. Непрерывное и дискретное
В зависимости от того, меняются свойства приёмника информации под воздействием источника непрерывно (плавно) или дискретно (скачкообразно), воспринимаемый им сигнал имеет непрерывную или дискретную форму. Непрерывный сигнал может принимать бесконечное множество значений, а количество значений дискретного сигнала ограниченно.
Абсолютное большинство процессов в природе протекают с нашей точки зрения непрерывно (изменение напряжения, температуры, давления, скорости…). Непрерывно меняющиеся величины называют аналоговыми величинами, а соответствующие им сигналы – аналоговыми. Т.е. аналоговый сигнал означает непрерывный по значению сигнал.
Все модели реальных процессов в наших рассуждениях о них – дискретны. Мы наносим цифровую шкалу на столбик термометра, цифры на циферблат часов и т.д. Поэтому дискретные сигналы называют также цифровыми сигналами. Дискретны и все сигнальные (символьные) системы, созданные человечеством для обмена информацией, т.е. любая из них использует конечное число возможных значений.
Чтобы получить из непрерывного сигнала его дискретное представление необходимо измерять значение сигнала через равные промежутки времени, и соотносить полученный результат измерения с одним из возможных значений, составляющих дискретное множество.