ИНФОРМАЦИЯ. КОЛИЧЕСТВО ИНФОРМАЦИИ И ЕЕ КОДИРОВАНИЕ. ИНФОРМАТИКА КАК НАУКА

Информация и информационные процессы

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

Но для человека важен не весь общий поток информации, а только определенная его часть. Какая — зависит от многих условий (профессия человека, его увлечения, уровень образования и т.д.). Для получения и приема информации могут быть использованы различные носители: СМИ, Интернет, книги, записи. Любой предмет, находящийся вокруг нас, может содержать в себе информацию.

В настоящее время разнообразная по своему значению информация, зафиксированная на специальных носителях, стала национальным богатством нового типа — информационным ресурсом государства. Являясь предметом купли-продажи во все времена, информация имеет свои специфические особенности: при обмене информацией ее количество увеличивается. «Если у вас есть по яблоку и вы обменяетесь ими, у вас опять будет по яблоку, но если у вас есть по идее и вы обменяетесь, то у каждого их будет по две». Общение людей, информирование друг друга приводит к их сближению, повышению интеллектуального потенциала. У информационных ресурсов есть еще уникальное свойство — они не убывают от интенсивного использования. Более того, в процессе применения они постоянно развиваются и совершенствуются, избавляясь от ошибок и уточняя свои параметры.

Информация должна быть:

• • достоверной — нельзя назвать информацией сообщение о том, что идет снег, а вы видите, что за окнами август и светит солнце;
• • понятной — мы не сможем сказать, что владеем ценной информацией, если она была передана на языке, которого мы не знаем;
• • актуальной — важна именно та информация, которая получена вовремя;
• • полной — наличие неполной информации иногда даже хуже, чем полное отсутствие информации;
• • полезной — хотя это свойство нельзя назвать абсолютным — полезной информация может быть для одного человека, а для другого — нет.

Информацию, передаваемую видимыми образами и символами, называют визуальной, звуками — аудиальной, ощущениями — тактильной, запахами и вкусами — органолептической, информацию, выдаваемую и воспринимаемую средствами вычислительной техники, — машинной.

Каким образом можно представить информацию? Она может быть представлена в виде текста, рисунка, набора определенных цифр, музыкального произведения или в комбинированном виде, например в виде кинофильма и т.д.

Разнообразие источников и потребителей информации привело к существованию различных форм ее представления: символьной, текстовой и графической. Символьная форма основана на использовании символов — букв, цифр, знаков, рисунков и т.д., является наиболее простой, но она практически применяется только для передачи несложных сигналов о различных событиях (например, дорожные знаки). Более сложной является текстовая форма представления информации. Наиболее емкой и сложной является графическая форма представления информации. К этой форме относятся фотографии, схемы, чертежи, рисунки, играющие большое значение в деятельности человека.

Можно также охарактеризовать информацию как отражение внешнего мира с помощью знаков и сигналов. Любой передаваемый сигнал переносится либо веществом (текст, наскальный рисунок, гены и т.д.), либо энергией (звук, свет, радиоволны и т.д.).

Способ передачи информации — сигнал (от англ, sign — знак, символ) — 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 проводной телефонной связи, кардиограмме и т.д.

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

Информационные процессы. К информационными процессами относятся такие процессы, как:

1) хранение информации.

Способ хранения информации зависит от ее носителя (книга — библиотека, картина — музей, фотография — альбом и т.д.). Хранение больших объемов информации оправданно только при условии, если известен способ оперативного доступа к ней, а получаемые сведения представлены в доступной форме.

Компьютер — универсальное устройство для компактного хранения информации с возможностью быстрого (оперативного) доступа к ней;

2) передача информации.

Информацию могут передавать друг другу не только люди, но и животные и растения. В этом процессе участвуют источник и приемник информации с каналом передачи информации — каналом связи между ними.

Устройство, предназначенное для преобразования исходного сообщения источника информации к виду, удобному для передачи, называется кодирующим устройством.

Устройство, служащее для преобразования кодированного сообщения в исходное, называется декодирующим устройством.

Канал связи — совокупность технических устройств, обеспечивающих передачу сигнала от источника к получателю.

Каналы передачи сообщений характеризуются пропускной способностью и помехозащищенностью. Канала передачи данных разделяются:

• • на симплексные (с передачей информации только в одну сторону);
• • полудуплексные (с передачей информации по двум направлениям попеременно);
• • дуплексные (с передачей информации по двум направлениям).

Пропускная способность канала определяется максимальным количеством символов, передаваемых по нему в отсутствие помех, и зависит от его физических свойств;

3) обработка информации.

Обработка информации — преобразование информации из одного вида в другой;

4) защита информации.

Защитой информации называется предотвращение несанкционированного доступа к информации с целью ее недозволенного использования, изменения или разрушения.

Информация и управление. Основной и постоянной функцией мозга и нервной системы человека или животного является преобразование информации о состоянии окружающей среды и выбор наиболее целесообразного поведения. Процесс преобразования исходной информации в информацию, отражающую результат решения какой-либо задачи, — это и есть решение задачи, поставленной перед человеком в любом виде его деятельности. Процессом управления в любой области, основой выбора метода решения и является преобразование, анализ информации.

Рассмотрим, как осуществляется процесс управления, например велосипедом.

С помощью слуха и зрения человек получает информацию об окружающей среде (состояние дороги, дорожные знаки, сигналы светофора, наличие встречного транспорта, пешеходов и т.д.). Эта информация передается в мозг, где преобразуется в последовательность сигналов нервным окончаниям, управляющим движением ног и рук, которые воздействуют на руль и тормоза велосипеда. То есть без информации, ее передачи, преобразования и использования управление невозможно. В основе любого процесса управления лежат информационные процессы.

В процессе управления происходит взаимодействие двух систем — управляющей и управляемой. Если они соединены двумя каналами: первым — от управляющей системы к управляемой, второй — от управляемой системы к управляющей, то такую систему называют замкнутой или системой с обратной связью.

По каналу прямой связи передаются сигналы управления, которые вырабатывает управляющая система. Управляемая система выполняет свои функции, подчиняясь этим командам, и в свою очередь передает информацию о своем состоянии по каналам обратной связи управляющей системе. В управляющем органе эта информация используется для соответствующей корректировки сигналов управления.

Очень наглядно процесс управления с обратной связью иллюстрирует следующий пример: поддержание постоянно заданной температуры нагрева электрической печи. Без применения автоматических средств человек должен выполнять три задачи: 1) следить за показаниями термометра, 2) сравнивать их с заданной температурой и 3) если данные различаются, то изменить силу тока и температуру электрической печи, передвигая ползунок реостата.

Автоматическая система, решающая эту задачу, сводится к схеме, изображенной на рис. 1.1.

Измерительный орган (в нашем случае датчик) измеряет регулируемую величину (температуру) и преобразует ее в величину, более удобную для использования в управляющем органе. Управляющий орган сравнивает эту информацию с заданным значением и при наличии расхождения передает соответствующую команду на исполнительный орган, который и изменяет значение регулируемой величины (температуры). В качестве исполнительных органов используются такие устройства, как двигатели и электромагниты.

Рис. 1.1

Такая замкнутая система (система с обратной связью) представляет собой типичный пример систем автоматического регулирования.