Контрольные вопросы
Что представляет собой “Информатика” как учебная дисциплина и как междисциплинарное научное направление?
Какие определения информатики вы знаете?
Предмет изучения информатики?
Какова общая структура современной информатики?
Что общего и в чем различие информатики и кибернетики?
Какие существуют наиболее известные информационные технологии?
Какое место занимает информатика в системе наук?
Лекция №2 Тема: Информация. Формы представления информации. Единицы измерения информации
Цель: Раскрыть суть понятия информации и показать приемы кодирования информации, ознакомить с единицами измерения информации.
Ключевые понятия: информация, сообщение, содержание, источник информации, получатель информации, каналы связи, непрерывная информация, дискретная информация, единицы измерения информации, объем информации, объемный подход измерения информации, вероятностный подход измерения информации.
Понятие «информация» является одним из фундаментальных в современной науке вообще и базовым для изучаемой нами информатики. Аналогичными «неопределяемыми» понятиями, например, в математике является «точка» или «прямая».
В широком смысле информация – это отражение реального мира с помощью знаков и сигналов. Информация – сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состояниях, которые уменьшают имеющуюся степень неопределенности, неполноты знаний о них.
Эти сведения, зафиксированные на каком-либо материальном носителе, принято называть данными.
Термин информация возник от латинского слова information – разъяснение, изложение. По Клод Шеннону (американский инженер и математик, родоначальник теории информации), информация – это снятая неопределенность.
Информация передается в виде сообщений, определяющих форму и представление передаваемой информации. При этом предполагается, что имеются «источник информации» и «получатель (потребитель) информации». Сообщение от источника к получателю передается посредством какой-нибудь среды, являющейся в таком случае «каналом связи». Каналами связи могут быть телевизор, радио, компьютерная сеть, лист бумаги и т.д. Чаще всего речь идет о телекоммуникации (теле – удаленный, коммуникация – передача). Канал связи может стать источником искажений; искажающую информацию принято называть помехами или шумом.
Для живых существ восприятие и передача информации в форме сигналов – основное отличие от неодушевленных предметов окружающего мира. Языковая форма передачи знаковой информации – основное отличие людей от других живых существ.
В зависимости от области знаний различают информацию:
Научную;
Техническую;
Правовую;
Экономическую;
Медицинскую;
Бытовую (погода, справочники);
Потребительскую и развлекательную и др..
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 – передается средствами ВТ.
В процессе обработки информация может менять структуру и форму. Признаками структуры являются элементы информации и их взаимосвязь. Формы представления информации различны. Основные из них: символьная (основанная на использовании символов – букв, цифр, знаков), текстовая (тексты – символы, расположенные в определенном порядке), графическая (различные виды изображений), звуковая (упругие волны, распространяющиеся в газах, жидкостях и твердых телах и воспринимаемые ухом человека и животных).
Исторически первой технологической формой получения, передачи, хранения информации являлось аналоговое (непрерывное) представление звукового, оптического, электрического или другого сигнала (сообщения). Магнитная аудио- и видеозапись, фотографирование, запись на грампластинки, радиовещание — основные способы хранения и передачи информации в аналоговой форме. В общем случае сигнал - это изменяющийся во времени физический процесс. Такой процесс может содержать различные характеристики (например, при передаче электрических сигналов могут изменяться напряжение и сила тока). Та из характеристик, которая используется для представления сообщений, называется параметром сигнала.
В случае, когда параметр сигнала принимает последовательное во времени конечное число значений (при этом все они могут быть пронумерованы), сигнал называется дискретным. Информация, передаваемая источником, в этом случае также называется дискретной (цифровой). Пример дискретного сообщения - процесс чтения книги, информация в которой представлена текстом, т.е. дискретной последовательностью отдельных значков (букв). Примером непрерывного сообщения служит человеческая речь, передаваемая модулированной звуковой волной; параметром сигнала в этом случае является давление, создаваемое этой волной в точке нахождения приемника - человеческого уха.
Непрерывное сообщение может быть представлено непрерывной функцией, заданной на некотором отрезке. Непрерывное сообщение можно преобразовать в дискретное, такая процедура называется дискретизацией. Например, процесс изменения напряжения электрического тока (U) по времени (t) непрерывный процесс. Но этот аналоговый процесс может быть представлен в виде множества значений изменения U в зависимости от t.
Аналого-дискретные преобразователи чаще всего изготавливаются в виде интегральных схем. В необходимых случаях осуществляется обратное — дискретно-аналоговое (цифро-аналоговое преобразование — ЦАП).
Компьютер - цифровая машина, то есть внутреннее представление информации в нем дискретно. Дискретизация входной информации (если она непрерывна) позволяет сделать ее пригодной для компьютерной обработки.