Лекция по теме: Информация, её свойства и классификация. Информационное общество.

10

ТЕМА «Информационные ресурсы общества. Информация, её виды и свойства. Способ передачи информации»

Информатика – это наука, изучающая способы получения, хранения, преобразования, передачи и использования информации с помощью компьютера.

Компьютерные материальные носители сначала были бумажными – перфоленты, перфокарты. Далее появляются магнитные ленты, затем гибкие и жесткие магнитные диски. Позже – лазерные диски, flash-накопители.

Информатика - это фундаментальная естественная наука, изучающая свойства информации, способы представления, накопления, обработки и передачи данных с помощью ЭВМ.

Информация – это знания, данные, сведения, сообщения об окружающем нас мире, зафиксированные на материальных носителях.

Со временем возникновения человечества происходит развитие и накапливание информации, при этом часть ее устаревает и становится неактуальной. Рассмотрим этапы развития информации.

Человеческая цивилизация началась более миллиона лет назад с того момента, когда люди научились создавать орудия труда и охоты. С этого времени и до середины ХХ века технический прогресс был историей подчинения человеку все более могучих сил природы – от тягловых животных до атомной энергетики.

Формирование трудовых коллективов потребовало создания способа сохранения и передачи накопленного опыта. Первым носителем человеческих знаний стала речь, выделившая человека из животного мира, а первыми информационными работниками – мудрые старики (старейшины, аксакалы). Конечно, такой способ хранения и передачи информации имеет немало недостатков – многое забывается, при пересказе сведения могут искажаться, смерть человека может быть причиной утери важных знаний.

Следующим важнейшим шагом в информационных технологиях стало создание письменности. Истоки ее уходят примерно на 30 тысяч лет назад, когда наряду с давно уже существовавшими наскальными изображениями появились выгравированные на кости лунные календари, изготовленные в Древнем Вавилоне. С камня и кости начался процесс поиска и совершенствования материальных носителей информации: дерево, глина, папирус, шелк, бумага.

Одновременно с процессом накопления информации шел процесс формирования общественной профессиональной группы работников информации. Жрецы, переписчики и толкователи рукописных книг захватили и тысячелетиями сохраняли за собой роль посредников между накопленными знаниями и заинтересованными в них потребителями информации.

Колоссальную демократизирующую роль сыграла первая информационная революция – открытие книгопечатания. Печатный станок практически одновременно был создан на Руси Иваном Федоровым и в Германии Иоганном Гутенбергом. Первыми книгами, напечатанными большим тиражом, были «Библия» и «Азбука». Теперь профессиональные знания можно было быстро тиражировать и распространять на больших территориях. Книга положила начало Эпохе Просвещения (XVI – XVIII в.) Знания превращались в технологические процессы, создались информационные предпосылки роста производительных сил, реализовавшихся в промышленной революции (XVIII – XIX в.)

С конца XIX века было сделано большое количество изобретений, позволяющих передавать информацию очень быстрым способом на далекие расстояния (телефон, радио). Также были разработаны способы передачи не только текстовой информации, но и звуковой и графической (запись звука, изображения, передача их с помощью телевидения). Этот этап в развитии информации назовем средства связи, которые продолжают совершенствоваться и поныне.

Вплоть до середины ХХ века развитие цивилизации шло по линии развития материального производства. В середине ХХ века положение изменилось. Развился так называемый информационный кризис. В результате бурного развития экономики и науки количество накопленной информации, необходимой для успешного их функционирования, превысило резервы традиционного метода управления ими. Произошел «информационный взрыв», при котором время удвоения объема накопленной информации сокращается до 2-3 лет.

Пропускной способности мозга всех работающих оказалось недостаточно. Время возникновения этого информационного барьера для каждой науки, отрасли хозяйства или общественной жизни неизбежно. Впервые в условия информационного кризиса попали специалисты по атомной физике в сороковых годах (время создания атомной бомбы). Изучаемые и рассчитываемые ими явления описывались столь сложными уравнениями, что для приближенных расчетов потребовались бы целые армии вычислителей на арифмометрах. И здесь на помощь ученым пришли только что созданные электронно-вычислительные машины. То, что вычислитель на арифмометре считал полгода, первые модели ЭВМ вычисляли за 3 часа. Так с конца 40-ых годов началось триумфальное применение компьютеров в различных областях деятельности человека. В это же время - в середине ХХ века возникает новая наука, связанная с компьютером – информатика. Изобретение компьютера и появление информатики являются второй информационной революцией.

Итак, основной причиной изобретения компьютера и появления информатики явился информационный кризис, который развился в середине ХХ века сначала при обработке научно-технической информации, затем охватил управление экономикой, технологическими процессами, сферы образования, медицины и другие. Кроме резкого роста объема информации, информационный кризис имеет и другую сторону – «информационный голод». То есть невозможность быстро найти нужную информацию. Например, в 60-ых годах ученые химики половину рабочего времени тратили на поиск необходимой информации, а примерно 70% изобретений дублировали друг друга, так как традиционный способ их опубликования – печатные издания запаздывают на месяцы и годы. И с этой стороной информационного кризиса успешно помогают справляться компьютеры. Например, во всемирной компьютерной сети Интернет можно быстро найти новую полезную информацию.

Постепенно обработка информации становится ключевым сектором общественного производства, который имеет важную оборонную, социальную и экономическую роль. Все большее количество работников занимаются обработкой информации. Происходит переход от индустриального общества к информационному.

Основные этапы развития информационного общества.

С середины XX века, с момента появления электронных устройств обработки и хранения информации (ЭВМ, а затем персонального компьютера), начался постепенный переход от индустриального общества к информационному обществу.

Информационное общество — теоретическая концепция постиндустриального общества; историческая фаза возможного развития цивилизации, в которой главными продуктами производства становятся информация и знания.

Информационное общество - современный этап развития цивилизации с доминирующей ролью знаний и информации, воздействием информационно-коммуникационных технологий на все сферы человеческой деятельности и общество в целом.

Отличительные черты информационного общества:

• увеличение роли информации, знаний и информационных технологий в жизни общества;

• возрастание числа людей, занятых информационными технологиями, коммуникациями и производством информационных продуктов и услуг;

• нарастающая информатизация общества с использованием телефонии, радио, телевидения, сети Интернет, а также традиционных и электронных СМИ;

• создание глобального информационного пространства, обеспечивающего: эффективное информационное взаимодействие людей, их доступ к мировым информационным ресурсам и удовлетворение их потребностей в информационных продуктах и услугах.

В качестве критериев развитости информационного общества можно перечислить следующие:

• наличие компьютеров,

• уровень развития компьютерных сетей

• доля населения, занятого в информационной сфере, а также использующего информационные технологии в своей повседневной деятельности.

В информационном обществе изменится не только производство, но и весь уклад жизни, система ценностей. По сравнению с индустриальным обществом, где все направлено на производство и потребление товаров, в информационном обществе средством и продуктом производства станут интеллект и знания, что, в свою очередь, приведет к увеличению доли умственного труда. От человека потребуется способность к творчеству, возрастет спрос на знания.

Понятие ресурс определяется в Словаре русского языка С.И. Ожегова как запас, источник чего-нибудь.

Что же касается информационных ресурсов, то это понятие является сравнительно новым. Оно еще только начинает входить в жизнь современного общества, хотя в последние годы становится все более употребительным не только в научной литературе, но и в общественно-политической деятельности. Причиной этого, безусловно, является глобальная информатизация общества, в котором все больше начинает осознаваться особо важная роль информации и научных знаний.

Конечно, к современным информационным ресурсам относят и те, которые хранятся в электронном виде. Человечество стремится сохранить свои информационные ресурсы в цифровом виде, тогда их можно использовать с помощью компьютеров. Все виды информационных ресурсов как в материальном, так и в электронном виде можно назвать «долговременной памятью человечества».

Информационные ресурсы стали товаром, который стоит не меньше (а иногда и больше), чем другие ресурсы. Множество фирм оказывает информационные услуги:

• поиск и подбор информации;

• подбор персонала (кадровые агентства);

• обучение (учебные центры);

• рекламные агентства;

• консалтинг (консультации, услуги по оптимизации бизнеса);

• разработка программ и веб-сайтов.

Особое место в информационных ресурсах в последние годы стали занимать электронные книги, отличительной чертой которых является использование технологии гиперссылок, позволяющих переходить и установленных местах электронного текста (ссылках) на различные фрагменты книги напрямую.

Электронные библиотеки в системе информационных образователь­ных ресурсов стали неотъемлемой частью жизни — это не только файлы на диске компьютера или материалы на компакт-дисках, но и материалы на библиотечных сайтах в Интернете.

С понятием «информация» тесно связано понятие «данные». Данные — это «сырье» для получения информации. Одни и те же данные могут нести разным людям разную информацию. Так, книга математического содержания может дать много полезной информации математику, а для специалиста в другой области знаний, например для биолога или филолога, она окажется непонятной, и поэтому все представленное в ней будет восприниматься только как совокупность данных (в виде теорем, формул, доказательств), которые никакой информации этим специалистам не несут. Одна и та же телевизионная передача кому-то даст новую информацию к размышлению, потому что заинтересует его, а другой воспримет все, что в ней рассказано, только как набор мало значащих для него сведений (данных).

Данные могут фиксироваться и храниться на каком-либо материальном носителе: бумаге, компакт-диске, магнитном диске. Следовательно, данные могут обрабатываться с помощью различных технических устройств. Они могут быть преобразованы в другую форму представления, сгруппированы, отсортированы и т. д. Так, например, сведения о студентах техникума могут храниться в компьютере на жестком диске в виде базы данных. Возможны любые варианты обработки этих данных: например, их можно сгруппировать по группам или отсортировать в алфавитном порядке.

Данные превращаются в информацию только тогда, когда ими заинтересуется человек. Человек извлекает информацию из данных, оценивает, анализирует ее и по результатам анализа принимает то или иное решение. Если в базе данных, описанной выше, сделать любую операцию обработки по желанию человека, то результат обработки будет нести в себе определенную информацию. Например, директор техникума может получить информацию из такой базы данных о том, кто из студентов живет на улице Счастливой, сколько девочек по имени Надежда учится в техникуме или кто из студентов в течение 1 семестра ни разу не получил ни одной тройки.

Таким образом, если существует возможность использовать данные для уменьшения неопределенности знаний о каком-либо предмете, то данные превращаются в информацию. Поэтому можно утверждать, что информацией являются используемые данные.

Информационные технологии

Один из признаков информационного общества — широкое внедрение информационных технологий во все сферы жизни.

Любая технология — это способ сделать продукт из исходных материалов (с гарантированным результатом).

Новые информационные технологии — это технологии, связанные с использованием компьютеров для хранения, защиты, обработки и переда-чи информации.

К ним относятся:

• подготовка документов;

• поиск информации;

• телекоммуникации (компьютерные сети, Интернет, электронная почта);

• автоматизированные системы управления (АСУ);

• системы автоматизированного проектирования (САПР);

• геоинформационные системы (на основе карт, снимков со спутника);

• обучение (электронные учебники, компьютерные тренажёры, дистанционное обучение через Интернет).

• Остановимся на некоторых информационных технологиях более подробно.

• Примером АСУ может служить система, предназначенная для автоматизации работы ресторанов. На рабочих местах барменов, официантов, менеджеров и администраторов установлены персональные компьютеры, связанные в единую локальную сеть. При получении заказа информация о нём сразу передаётся в базу данных и распечатывается на принтерах, установленных на кухне.

• В промышленности широко используются автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП). Представим себе организацию, которая отвечает за работу нескольких дизель- генераторов, расположенных в разных местах. Каждый генератор связан с управляющим компьютером, который собирает информацию о работе установки и передаёт ее (по кабельной линии или через радиомодем) в центральный офис, где за обстановкой следит диспетчер. В случае необходимости диспетчер передаёт обратно команду на изменение режима работы генератора или принимает решение о выезде ремонтной бригады.

• Современный инженер для подготовки чертежей уже почти никогда не использует традиционные инструменты: кульман, линейку, лекала, перья. Все делается на компьютере в системах автоматизированного проектирования (САПР). САПР применяются в машиностроении, строительстве, электронике. Все САПР используют векторное кодирование изображений. Наиболее известны системы:

• AutoCAD — самая популярная система автоматизированного проектирования и черчения;

• ArchiCAD — для проектирования зданий, ландшафтов и мебели; OrCAD — для проектирования электронных схем;

• КОМПАС — отечественная САПР, позволяющая оформлять чертежи в соответствии с российскими стандартами

• Геоинформационные системы (географические информационные системы, ГИС) — это инструменты для работы с цифровыми картами. Они могут строиться на основе карт в векторном формате или спутниковых снимков поверхности Земли. На основной слой «накладываются» растровые и векторные слои с дополнительной информацией: дороги, города и поселки, улицы, другие объекты. С помощью ГИС можно измерить расстояние между точками, проложить маршрут по существующим дорогам, и даже посмотреть, как выглядят улицы некоторых крупных городов, — это позволяют сервисы Ян деке. Панорамы и Google Street View.

• Информационные технологии открывают большие возможности для обучения. Электронные учебники позволяют, в отличие от бумажных, использовать мультимедийные технологии: звук, видео, анимацию. Они становятся интерактивными, т. е. учащийся может использовать их как тренажёр, выполняя задания. Обучающая программа-учебник строит модель конкретного ученика и выбирает «маршрут», оптимальный именно для него.

• С развитием Интернета стало возможно дистанционное обучение. На сервере выкладываются учебные материалы и практические задания. Группе учащихся выделяется преподаватель (тьютор, от англ. tutor — преподаватель, наставник), у которого они могут свободно консультироваться, используя электронную почту, чаты и др. Все проблемные вопросы можно обсудить с однокурсниками на форуме. С помощью такой системы можно осваивать курс университета, не выходя из дома (нужен только доступ в Интернет).

• Для отработки навыков работы со сложной техникой широко используют компьютерные тренажёры. Они необходимы для обучения персонала в тех случаях, когда ошибка при работе с реальным объектом может привести к тяжёлым последствиям. Очень важны тренажёры для обучения лётчиков и судоводителей, они позволяют отработать действия в разнообразных аварийных ситуациях. Часто тренажёры применяются в связке с реальной аппаратурой.

• Простейшие тренажёры — это компьютерные игры-симуляторы, моделирующие полёт самолета или вождение автомашины. Они строятся на основе математических моделей, которые приближённо описывают реальные объекты.

Классификация информации

Информацию можно разделить на виды по различным критериям:

по способу восприятия:

• Визуальная — воспринимаемая органами зрения.

• Аудиальная — воспринимаемая органами слуха.

• Тактильная — воспринимаемая тактильными рецепторами.

• Обонятельная — воспринимаемая обонятельными рецепторами.

• Вкусовая — воспринимаемая вкусовыми рецепторами.

по форме представления:

• Текстовая — передаваемая в виде символов, предназначенных обозначать лексемы языка.

• Числовая — в виде цифр и знаков, обозначающих математические действия.

• Графическая — в виде изображений, предметов, графиков.

• Звуковая — устная или в виде записи и передачи лексем языка аудиальным путём.

по назначению:

• Массовая — содержит тривиальные сведения и оперирует набором понятий, понятным большей части социума.

• Специальная — содержит специфический набор понятий, при использовании происходит передача сведений, которые могут быть не понятны основной массе социума, но необходимы и понятны в рамках узкой социальной группы, где используется данная информация.

• Секретная — передаваемая узкому кругу лиц и по закрытым (защищённым) каналам.

• Личная (приватная) — набор сведений о какой-либо личности, определяющий социальное положение и типы социальных взаимодействий внутри популяции.

по значению:

• Актуальная — информация, ценная в данный момент времени.

• Достоверная — информация, полученная без искажений.

• Понятная — информация, выраженная на языке, понятном тому, кому она предназначена.

• Полная — информация, достаточная для принятия правильного решения или понимания.

• Полезная — полезность информации определяется субъектом, получившим информацию в зависимости от объёма возможностей её использования.

по истинности:

• истинная

• ложная

Информацию следует считать особым видом ресурса, т.е. запаса некоторых сведений об объекте. Однако, в отличие от материальных, информация является неистощимым ресурсом и предполагает существенно иные методы воспроизведения и обновления.

Свойства информации:

Объективность информации – это характеристика информации, выражающая степень ее соответствия реальной действительности. Информация объективна, если она не зависит от чьего-либо мнения, суждения;

Полнота информации – минимальный и достаточный для принятия правильного решения состав информации. Полнота характеризует качество информации и определяет достаточность данных для принятия решений или для создания новых данных на основе имеющихся;

Достоверность информации – это характеристика ее не искаженности. Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел;

Адекватность информации – это соответствие создаваемого с помощью информации образа реальному объекту, явлению или процессу.

Актуальность информации – это свойство, характеризующее степень ее соответствия текущему моменту времени.

Доступность информации – это свойство, которое характеризует возможность потребителя по ее воспроизведению. Это мера возможности получить ту или иную информацию;

Ценность; Репрезентативность – правильность отбора и формирования информации в целях адекватного отражения свойств объекта.

Точность – степень близости используемой информации к реальному объекту, явлению или процессу.

Запоминаемость – возможность хранения информации (мы запоминаем макроскопическую информацию);

Передаваемость – способность информации к копированию;

Воспроизводимость-неиссякаемость – при копировании информация остается тождественной самой себе;

Преобразуемость – преобразование информации, связанное с ее уменьшением;

Стираемость – преобразование информации, когда ее количество становится равным нулю.

Информация может быть непрерывной и дискретной. Если источник вырабатывает непрерывный сигнал (изменяющийся во времени физический процесс), то соответствующая информация является непрерывной. Если же сигнал от источника принимает конечное число значений, которые могут быть пронумерованы, то соответствующая информация является дискретной. Непрерывное сообщение можно преобразовать в дискретное. Передача информации с помощью азбуки Морзе – это пример дискретной связи. Песня, исполняемая по радио, – пример передачи непрерывной информации.

Процесс передачи информации:

Входная информация – информация, которую получает человек или устройства.

Выходная информация – информация, которая получается после обработки человеком или устройством.

Внешняя среда выступает в качестве источника входной информации и потребителя выходной информации

Основные информационные процессы

Классификация способов обработки информации.

I способ:

• Обработка, связанная с получением новой информации, нового содержания знаний (решение математических задач; анализ ситуации; численные расчеты; редактирование; упорядочивание; обобщение; систематизация).

• Обработка, связанная с изменением формы, но не изменяющая содержания (например, перевод текста с одного языка на другой; кодирование; декодирование).

• Поиск информации.

II способ:

• Обработка данных является неавтоматизированной, если осуществляется при непосредственном участии человека. Примером неавтоматизированной обработки может стать выдача бумажного одноразового пропуска на территорию организации или талончика к врачу.

• Автоматизированная обработка включает следующие операции, осуществляемые полностью или частично с помощью автоматизированных средств: хранение данных, осуществление логических и/или арифметических операций с этими данными, их изменение, уничтожение, поиск или распространение

III способ:

Принцип черного, серого и белого ящиков.

• Черный ящик – система, вход и выход в которую известны. Но процессы, которые происходят в нем, неизвестны.

• Серый ящик – процессы, происходящие внутри данной системы, известны лишь частично.

• Белый ящик – процессы, происходящие внутри данной системы, полностью известны, также как входы и выходы.

Аналоговый и дискретный способ передачи информации.

Человек способен воспринимать и хранить информацию в форме образов (зрительных, звуковых, осязательных, вкусовых и обонятельных). Зрительные образы могут быть сохранены в виде изображений (рисунков, фотографий и так далее), а звуковые — зафиксированы на пластинках, магнитных лентах, лазерных дисках и так далее.

Информация, в том числе графическая и звуковая, может быть представлена в аналоговой или дискретной форме. При аналоговом представлении физическая величина принимает бесконечное множество значений, причем ее значения изменяются непрерывно. При дискретном представлении физическая величина принимает конечное множество значений, причем ее величина изменяется скачкообразно.

Примером аналогового представления графической информации может служить, например, живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно, а дискретного – изображение, напечатанное с помощью струйного принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета. Примером аналогового хранения звуковой информации является виниловая пластинка (звуковая дорожка изменяет свою форму непрерывно), а дискретного– аудиокомпакт-диск (звуковая дорожка которого содержит участки с различной отражающей способностью).

Преобразование графической и звуковой информации из аналоговой формы в дискретную производится путем дискретизации, то есть разбиения непрерывного графического изображения и непрерывного (аналогового) звукового сигнала на отдельные элементы. В процессе дискретизации производится кодирование, то есть присвоение каждому элементу конкретного значения в форме кода.

Дискретизация – это преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений в форме кодов.

Кодирование информации – это преобразование информации в символьную форму, удобную для ее хранения, передачи, обработки. Кодирование используется в технических средствах работы с информацией (телеграф, радио, компьютеры).

Данные – это зарегистрированные сигналы. Данные несут в себе информацию о событиях, произошедших в материальном мире, поскольку они являются регистрацией сигналов, возникших в результате этих событий.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Назовите и охарактеризуйте этапы развития информации за историю развития человечества.

2. Что называется информацией?

3. Что называется данными?

4. Что явилось основной причиной изобретения компьютера?

5. Приведите примеры информационного кризиса в нескольких областях деятельности человека.

6. Приведите случай, когда лично вы оказались в ситуации информационного кризиса.

7. Назовите и охарактеризуйте этапы развития информации за историю развития человечества.

8. Что называется информацией?

9. Что называется данными?

10. Что явилось основной причиной изобретения компьютера?

11. Приведите примеры информационного кризиса в нескольких областях деятельности человека.

12. Приведите случай, когда лично вы оказались в ситуации информационного кризиса.

13. Перечислить свойства информации.

14. Какие виды информации по способу восприятия Вы знаете?

15. Показать схематически процесс передачи информации.

16. Показать схематически процесс обработки информации.

17. Какие виды информации по форме представления и по истинности Вы знаете?

18. Какие виды информации по назначению Вы знаете?