Добавлен: 12.03.2024
Просмотров: 25
Скачиваний: 0
2.1. Информационные процессы
Передача информации мимикой и жестами, устной речью, в виде письменного сообщения, радиоволнами или другими способами – это всегда передача какого-либо сигнала. Сигнал – это способ передачи информации. Он представляет собой физический процесс, имеющий информационное значение. Дым и огонь костра сам по себе не несет информации, но для проходящего путника он может оказаться сигналом того, что близко люди, т.е. приобретет информационное значение.
Процесс передачи информации предполагает наличие ее источника и приемника, между которыми действует канал связи. По каналу связи посредством сигналов передается сообщение, несущее ту или иную информацию.
Обычно передаваемая информация закодирована, и правило кодирования должно быть известно как источнику, так и получателю. В простейшем случае они оба должны говорить или писать на одном или понятном обоим языке, и даже жесты могут быть истолкованы по-разному.
В процессе передачи может произойти искажение сигнала от внешних помех. В такой ситуации следует принимать меры защиты передаваемой информации.
В общем виде процесс передачи информации можно представить следующей схемой (Рис.2).
от помех
Защита
Канал
Источник
Кодирующее устройство
Декодирующее устройство
Приемник
связи
Рис.2. Процесс передачи информации
Различают дискретные и аналоговые сигналы.
Аналоговый (непрерывный) сигнал – сигнал, непрерывно меняющийся во времени. Например, плавное изменение давления газа в сосуде, колебания плотности воздуха, передающие звук (звуковая волна), изменение яркости свечения нити накаливания и т.д.
Дискретный (прерывистый) сигнал – сигнал, который может принимать конечное число значений в конечное число моментов времени. Например, положение переключателя каналов телевизора, положение семафорной стрелки, флажковый код на кораблях, азбука Морзе и т.д.
Для сравнения: движение часовых стрелок можно с некоторым приближением считать аналоговым сигналом, а электронное табло в часах – пример дискретного сигнала. Кран, регулирующий подачу воды, работает в аналоговом режиме, а переключатель, подающий воду в душ или умывальник – в дискретном.
Сигналы, передающие текстовую информацию, т.е. последовательности символов – дискретны.
Количество значений дискретного сигнала можно подсчитать, и каждое из них представить в виде числа. Отсюда дискретный сигнал называют также цифровым, а информацию, представленную в виде дискретных сигналов, информацией, представленной в оцифрованном виде. Например, цифровая видеокамера представляет и хранит изображение в виде конечного набора нулей и единиц.
Дискретное представление информации удобно для работы технических устройств (в особенности вычислительных машин), оно более помехоустойчиво, может быть сохранено на более длительный срок. Однако информация, записанная в аналоговой форме, полнее отражает многообразие мира, ибо многие нюансы теряются при записи посредством дискретных сигналов (оцифровке)[9;3].
Обработка информации
Долгое время единственным инструментом обработки информации являлся мозг, и тонкости этого процесса человеку удалось смоделировать относительно недавно и далеко не в полной мере.
Теперь мы знаем, что возможна автоматизированная обработка информации. Такая возможность появляется, только если обработка информации не подразумевает ее осмысления и выполняется формально, по заданным правилам. Исходной информации ставится в соответствие некоторая другая информация (информация в другом виде) по заданному правилу обработки.
Примеры:
“кот” – 3 ⎫ правило подсчета
“сирень” – 6 ⎭ количества символов
21*3=63 ⎫ правило
17*4=68 ⎭ перемножения
В общем случае можно сказать, что
обработка информации – это преобразование информации из одного вида в другой по строгим формальным правилам.
Однако не все процессы, происходящие в человеческом (и не только человеческом) мозге и, безусловно, являющиеся процессами обработки информации, можно строго формализовать – здесь проявляется определенная ограниченность такого подхода. Но в рамках предлагаемых ограничений можно моделировать мыслительную деятельность человека, в особенности деятельность рутинного характера, правила выполнения которой определены[6;72].
Примеры такой обработки информации.
- Получение новой информации из исходной путем выполнения над нею математических и логических операций (вычисление дискриминанта квадратного уравнения и определение наличия его корней в результате сравнения дискриминанта с нулем).
- Представление информации в различных формах без изменения содержания (текст, записанный на разных языках или в зашифрованном виде).
- Расположение информации в определенном порядке (сортировка по алфавиту).
- Поиск информации, удовлетворяющей заданным требованиям, в большом информационном массиве (книги по заданной теме в библиотеке, номер авиарейса в нужном направлении в подходящее время).
2.2. Информационные процессы в природе. Информационная деятельность человека
Информационные процессы характерны для живой природы, биологических объектов, человека, общественных систем и части технических систем. Объекты живой природы, в отличие от неживой, обладают свойством обмена информацией и реагирования на нее.
Берег, подмываемый рекой, не может противостоять неблагоприятному воздействию, воспользовавшись информацией о нем. В его структуре лишь отражается факт такого воздействия. Напротив, живые организмы могут использовать получаемую информацию и изменять в соответствии с ней свое поведение с целью выживания и процветания.
Атмосферные изменения перед дождем служат сигналом цветку закрыть лепестки, чтобы сохранить сухой пыльцу – здесь и получение информации из внешнего мира, и реагирование на нее. Растение не только получает информацию из окружающей среды, но и передает ее: запах, выделяемый цветком – это сигнал насекомым-опылителям, несущий информацию о его местонахождении. Растение также может хранить информацию о внешнем мире. В некоторых частях растения накапливаются вещества, воспринимаемые из внешней среды (например, тяжелые металлы), по которым можно судить о том, в каких условиях развивалось растение. В частности, о засушливых и влажных годах говорят годовые кольца на срезе ствола.
С ходом эволюции повышалась роль информационных процессов в жизни животного мира. Собака – живущий рядом с нами представитель высших животных – великолепно использует передачу информации: не только хорошо видит и слышит, но и различает множество запахов (всем известны «почтовые ящики» – углы и столбики, «помеченные» множеством собак). Она на достаточно высоком уровне обрабатывает информацию и способна к обучению – как к стихийному усвоению способов выживания, так и к целенаправленной дрессировке человеком. Она хранит информацию, накапливая опыт и даже передавая его по наследству. Известны породы собак, генетически склонных к тому или иному поведению – злобных или спокойно-добродушных.
Без труда можно привести большое количество примеров информационных процессов, происходящих в мире животных и растений, но лишь для человека информация, получаемая из внешнего мира, становится сведениями, является объектом осознанного хранения, обмена и преобразования. Информация является предметом интеллектуальной деятельности человека и в то же время продуктом этой деятельности. Информация для человека – это знания, которые он получает из различных источников.
Человеческие знания можно разделить на две группы: декларативные и процедурные (хотя существует много других способов классификации).
Декларативные знания (декларация – утверждение или сообщение) – это знания об определенных явлениях, событиях, свойствах объектов, зависимостях. Это знания, рассказ о которых можно начать словами «я знаю, что…».
Я знаю, что
- растения на свету выделяют кислород и поглощают углекислый газ (явление);
- войско Дмитрия Донского одержало победу на Куликовом поле (событие);
- самое крупное млекопитающее, обитающее на суше, – слон, а в воде – кит (свойство);
- сила тока на участке цепи пропорциональна напряжению на этом участке (зависимость) [9;25].
Процедурные знания – знания о способах действий, которые требуется выполнить для достижения поставленной цели. Сообщение об этих знаниях начинаются словами «я знаю, как…».
Я знаю, как
- определить объем тела при помощи мензурки;
- вычислить квадрат числа;
- сварить манную кашу.
На протяжении всей истории человеку приходилось накапливать, передавать, перерабатывать информацию (т.е. знания).
Одним из главных инструментов хранения информации является человеческая память. Сведения, которые человек помнит, всегда доступны ему. Можно сказать, что они хранятся во внутренней, оперативной памяти, памяти быстрого доступа. Однако хранить таким образом можно было только небольшой объем информации, и хранение это ненадежно – всегда есть опасность забыть. В качестве инструмента, обеспечивающего надежность хранения больших объемов информации, человек использует внешние носители: записные книжки, справочники, энциклопедии, магнитные записи и многое другое.
Такие внешние носители использовались людьми с глубокой древности. Наскальные рисунки на местах стоянок первобытного человека можно рассматривать не только как праискусство, но и как попытку сохранить информацию о способах удачной охоты. В дальнейшем для хранения важных сведений люди использовали палочки с зарубками (налоговые «бирки» в Англии), узелки на веревках («кипу» – связки цветных шнурков с узелками – своеобразная письменность индейских племен Центральной Америки) и другие средства. Появление письменности подняло хранение информации на качественно новый уровень. Египетские папирусы, русские берестяные грамоты, рукописные летописи и, наконец, книгопечатание – эти хранилища стали «внешней памятью» человечества. Бумага и сейчас является надежным внешним носителем информации. Кроме того, используется грамзапись, магнитные ленты, магнитные и оптические диски. Доступ к информации, хранящейся на них, осуществляется с помощью специальных устройств, в основном с помощью компьютера.
Человек постоянно участвует в процессе передачи информации. Передача может происходить при непосредственном разговоре между людьми с применением речи и жестов. Наши предки для передачи информации использовали дым сигнальных костров, звук колоколов (или тамтамов), различные способы пересылки сообщений (гонцов, эстафеты, голубей, почтовую службу). Сейчас передача информации осуществляется с помощью технических средств связи: телефона, радио, телевидения, среди которых необходимо выделить компьютерные телекоммуникационные сети. Средства связи выступают в роли каналов передачи информации, человек же выступает попеременно в роли ее источника или приемника.
Обработка информации – одна из основных составляющих информационной деятельности человека. На основе имеющейся информации путем логических рассуждений и математических вычислений человек получает новую информацию, продуцирует новые знания (сюда можно отнести решение математических задач, открытие новых закономерностей, разработку проектов и т.д.). Процессы обработки – это также представление имеющейся информации в новой форме (переводы, шифровка и т.д.), упорядочение информации, поиск нужных сведений и другое.
Основным и до недавнего времени почти единственным средством обработки информации являлся человеческий мозг. Лишь для облегчения вычислений, т.е. для обработки количественной, числовой информации, люди использовали различные инструменты (пальцевой счет, арабский абак, европейский счет на линиях, русский дощаной счет (счеты), суммирующая машина Паскаля, арифмометр Лейбница, электромеханические счетные машины и пр.). В современном мире инструментом обработки информации различных видов (текстовой, числовой, графической и др.) является компьютер.
Обратите внимание, что перечень средств, применяемых человеком на разных этапах исторического развития для хранения, передачи и обработки информации, каждый раз завершает компьютер. Человек использует множество устройств (не обязательно электронно-вычислительных), в работе которых большую роль играют информационные процессы. Это, например, клапан, регулирующий давление в паровом котле; телефон-автомат, фиксирующий падение монетки или считывающий код пластиковой карты; автомат, управляющий переплетением нитей в ткацком станке; автоматическая линия по производству металлопроката и многие другие. Но компьютер – это устройство, специально ориентированное на работу с информацией и автоматизирующее практически все информационные процессы.
