Процессы хранения, обработки и передачи информации являются основными информационными процессами. В разных сочетаниях они присутствуют в получении, поиске, защите, кодировании и других информационных процессах. Рассмотрим хранение, обработку и передачу информации на примере действий школьника, которые он выполняет с информацией при решении задачи.
Можно выделить процессы хранения информации (в памяти человека, на бумаге, диске, аудио- или видеокассете и т. п.), передачи информации (с помощью органов чувств, речи и двигательной системы человека) и обработки информации (в клетках головного мозга человека).
Информационные процессы взаимосвязаны. Например, обработка и передача информации невозможны без ее хранения, а для сохранения обработанной информации ее необходимо передать. Рассмотрим каждый информационный процесс более подробно.
Хранение информации является информационным процессом, в ходе которого информация остается неизменной во времени и пространстве; не может осуществляться без физического носителя.
Носитель информации – физическая среда, непосредственно хранящая информацию.
Информационным носителем, может быть:
· материальный предмет (камень, доска, бумага, магнитные и оптические диски);
· вещество в различных состояниях (жидкость, газ, твердое тело);
· волна различной природы (акустическая, электромагнитная, гравитационная).
Выделяют два вида информационных носителей: внутренние и внешние. Внутренние носители (например, биологическая память человека) обладают быстротой и оперативностью воспроизведения хранимой информации. Внешние носители (например, бумага, магнитные и оптические диски) более надежны, могут хранить большие объемы информации. Их используют для долговременного хранения информации.
Информацию на внешних носителях необходимо хранить так, чтобы можно было ее найти и, по возможности, достаточно быстро. Для этого информацию упорядочивают по алфавиту, времени поступления и другим параметрам. Внешние носители, собранные вместе и предназначенные для длительного хранения упорядоченной информации, являются хранилищем информации. К числу хранилищ информации можно отнести различные библиотеки, архивы, в том числе и электронные. Количество информации, которое может быть размещено на информационном носителе, определяет информационную емкость носителя. Как и количество информации в сообщении, информационная емкость носителя измеряется в битах.
Обработка информации является информационным процессом, в ходе которого информация изменяется содержательно или по форме. Обработку информации осуществляет исполнитель по определенным правилам. Исполнителем может быть человек, животное, машина.
Обрабатываемая информация хранится во внутренней памяти исполнителя. В результате обработки информации исполнителем из исходной информации получается содержательно новая информация или информация, представленная в другой форме.
Обработка информации может осуществляться путем:
· математических вычислений, логических рассуждений (например, решение задачи);
· исправления или добавления информации (например, исправление орфографических ошибок);
· изменения формы представления информации (например, замена текста графическим изображением);
· кодирования информации (например, перевод текста с одного языка на другой);
· упорядочения, структурирования информации (например, сортировка фамилий по алфавиту).
Автоматизировать процесс обработки можно лишь в том случае, когда информация представлена специальным образом, а правила обработки четко определены.
Передача информации является информационным процессом, в ходе которого информация переносится с одного информационного носителя на другой.
Процесс передачи информации, как ее хранение и обработка, также невозможен без носителя информации. Этот процесс происходит между источником информации, который ее передает, и приемником информации, который ее принимает. Например, книга является источником информации для читающего ее человека, а читающий книгу человек – приемником информации. Передача информации от источника к приемнику осуществляется по каналу связи. Каналом связи могут быть воздух, вода, металлические и оптоволоконные провода.
Между источником и приемником информации может существовать обратная связь. В ответ на полученную информацию приемник может передавать информацию источнику. Если источник является одновременно и приемником информации, а приемник является источником, то такой процесс передачи информации называется обменом информацией.
Информация передается по каналу связи с определенной скоростью, которая измеряется количеством передаваемой информации за единицу времени (бит/с).
Скорость передачи информации – количество информации, передаваемое за единицу времени.
Пропускная способность канала связи – максимально возможная скорость передачи информации по данному каналу связи.
По каналу связи информация передается с помощью сигналов. Сигнал – это физический процесс, соответствующий какому-либо событию и служащий для передачи сообщения об этом событии по каналу связи. Сигнал может передаваться с помощью волн. Например, радиосигнал передается электромагнитной волной, а звуковой сигнал – акустической волной. Преобразование сообщения в сигнал, который может быть передан по каналу связи от источника к приемнику информации, происходит посредством кодирования. Преобразование сигнала в сообщение, которое будет понятно приемнику информации, выполняется с помощью декодирования.
Кодирование и декодирование может осуществляться как живым существом, так и техническим устройством.
В процессе передачи информации возможны искажения или потери информации под воздействием помех, которые называются шумом. Шум возникает из-за плохого качества каналов связи или их незащищенности. Существуют разные способы защиты от шума, например техническая защита каналов связи или многократная передача информации.
Сигнал может быть непрерывным или дискретным. Непрерывный сигнал плавно меняет свои параметры во времени. Дискретный сигнал скачкообразно меняет свои параметры и принимает конечное число значений в конечном числе моментов времени. Сигналы, представленные в виде отдельных знаков, являются дискретными.
Сигналы одного вида могут быть преобразованы в сигналы другого вида. Во многих случаях преобразования одного вида сигнала в другой могут приводить к потере части информации.
Существуют технические устройства, которые работают с непрерывными сигналами (например, ртутный термометр, микрофон, магнитофон), и технические устройства, работающие с дискретными сигналами (например, проигрыватель для компакт-дисков, цифровой фотоаппарат, сотовый телефон). Компьютер может работать как с непрерывными, так и дискретными сигналами.[3]
Информатика как наука
С бурным развитием микропроцессорной техники информатика выделилась в самостоятельную область науки, которая занимается изучением свойств информации, процессами передачи и обработки информации.
Однозначного определения понятия информатики не существует, и связано это с многогранностью ее функций, возможностей, средств и методов. Приведем пример одного из них:
Информатика – это область человеческой деятельности, которая связана с процессами обработки информации с помощью средств вычислительной техники и взаимодействием этих средств со средой применения.
Рассматривая информатику в качестве фундаментальной науки, основным ее направлением является разработка методов и средств создания информационного обеспечения процессов управления любыми объектами на базе компьютерных информационных систем.
Одной из главных задач информатики является изучение информационных систем; места, которое они занимают; структуры, которую должны иметь; особенностей функционирования; их общих закономерностей.
Задачами информатики являются:
ü исследование информационных процессов любой природы;
ü разработка вычислительной техники и создание новой технологии обработки информации на основе полученных результатов исследования информационных процессов;
ü научные и инженерные разработки с целью создания, внедрения и обеспечения эффективного применения компьютерной техники и технологии во всех сферах человеческой жизнедеятельности.
ü систематизация приёмов и методов работы с программно-аппаратными средствами вычислительной техники.
Целью фундаментальных исследований информатики является систематизация знаний обо всех возможных информационных системах, определение общих закономерностей построения этих систем и их функционирования.
Предмет информатики – разработка эффективных методов преобразования информации. Составляющими предмета информатики являются понятия: аппаратного обеспечения средств вычислительной техники; программного обеспечения средств вычислительной техники; средств взаимодействия аппаратного и программного обеспечения.
Особое внимание информатика уделяет методам и средствам взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами (пользовательским интерфейсам).
Главной функцией информатики является разработка методов и средств обработки информации и использование их в организации технологического процесса обработки информации.
В наше время информатика тесно переплетается с другими науками и охватывает практически все виды жизнедеятельности человека: производство, торговые операции, медицину, образование, криминалистику и т.д.
Направления практических приложений информатики:
1) Архитектура вычислительных систем.
2) Интерфейсы вычислительных систем (аппаратные, программные и программно-аппаратные).
3) Программирование.
4) Преобразование структуры данных.
5) Защита информации.
6) Автоматизация.
7) Стандартизация.
Структура информатики приведена ниже в виде схемы.
|
|
|
|
|
|
Научная область, которая воплощает практическое применение информатики, основана на базе знаний следующих разделов:
· Теоретическая информатика – раздел информатики, который активно использует математический аппарат для описания различных информационных процессов. Опирается на математическую логику и содержит теорию алгоритмов и автоматов, теорию информации и теорию кодирования, теорию формальных языков и грамматик, исследование операций (операционное исчисление) и т.д.
· Вычислительная техника – раздел, в котором выполняется разработка общих принципов построения вычислительных систем. Раздел не изучает технические детали вычислительных систем, но принципиальные решения на уровне архитектуры, которые подразумевают описание состава, функциональных возможностей и принципов взаимодействия отдельных устройств.
· Программирование – раздел информатики, который занимается разработкой системного и прикладного программного обеспечения. С помощью программирования образуется связь между различными научными областями, которая позволяет моделировать и решать задачи из этих областей с помощью вычислительных систем (компьютеров).
· Информационные системы – составная часть информатики, отвечающая за анализ потоков информации, их оптимизацию, структурирование, принципы хранения и поиска информации. Значение информационных систем оценивается исследованиями в этой области, которые позволяют создавать новые операционные системы для ПК, была создана и успешно развивается глобальная сеть Интернет.
· Искусственный интеллект – раздел информатики, в котором решаются вопросы различных наук (например, психологии, лингвистики, математики и т. д.): моделирование рассуждений, генерация новых знаний, перевод с одного языка на другой с помощью программного обеспечения и др. Разработки в области искусственного интеллекта самым прямым образом влияют на создание интеллектуальных интерфейсных систем взаимодействия человека и компьютера, которые сведут это взаимодействие к более эффективному общению и оно станет более схожим на общение между людьми.[4]
Источники
1. Информатика курс лекций// https://profbeckman.narod.ru/InformLekc.files/Inf02.pdf
2. Классификация информации. методы получения информации. свойства информации// https://csaa.ru/klassifikacija-informacii-metody-poluchenija/
3. Информационные процессы. Хранение, обработка и передача информации// https://www.sites.google.com/site/3kursmimi/6-informacionnye-processy-hranenie-obrabotka-i-peredaca-informacii
4. Информация как наука// https://spravochnick.ru/informatika/informacionnye_processy_i_informaciya/informatika_kak_nauka/