Информатика Информатика Инфоpматика Инфоpматика это основанная на использовании компьютерной техники дисциплина, изучающая структуру и общие свойства информации, - презентация. Информатика – наука, изучающая свойства информации, а также способы представле

Информатика – наука, изучающая свойства информации, а также способы представления, накопления, обработки и передачи информации с помощью технических средств. В информатике выделяют три основных направления: 1.Теоретическая информатика – изучает теорию информации, теорию алгоритмов; 2.Практическая информатика – изучает программирование и использование прикладных программ; 3.Техническая информатика – изучает проектирование, разработку и использование технических средств.

Информация (от лат. Information) - сведения, знания и сообщения, получаемые человеком из различных источников. Понятие информации – одно из фундаментальных в современной науке. Наряду с такими понятиями, как вещество, энергия, пространство и время, оно составляет основу научной картины мира. Однозначно определить, что же такое информация, также невозможно, как невозможно это сделать для понятий «время», «энергия» … Под информацией в быту понимают интересующие нас сведения об окружающем нас мире и протекающих в нем процессах, воспринимаемые и интерпретируемые человеком или специальным и устройствами. Под информацией в быту понимают интересующие нас сведения об окружающем нас мире и протекающих в нем процессах, воспринимаемые и интерпретируемые человеком или специальным и устройствами. Под информацией в технике понимают сообщения в форме знаков или сигналов, хранимые, передаваемые и обрабатываемые с помощью технических средств. Под информацией в технике понимают сообщения в форме знаков или сигналов, хранимые, передаваемые и обрабатываемые с помощью технических средств. Под информацией в теории информации понимают не любые сведения, а лишь те, которые снимают полностью или уменьшают существующую до их получения неопределенность. Под информацией в теории информации понимают не любые сведения, а лишь те, которые снимают полностью или уменьшают существующую до их получения неопределенность. Под информацией в семантической теории (смысл сообщения) понимают сведения, обладающие новизной. Под информацией в семантической теории (смысл сообщения) понимают сведения, обладающие новизной. В информатике информацию рассматривают как продукт взаимодействия данных и методов их обработки, адекватных решаемой задаче. В информатике информацию рассматривают как продукт взаимодействия данных и методов их обработки, адекватных решаемой задаче.

Информация всегда связана с материальным носителем. Носитель информации – среда для записи, хранения и передачи информации. Носителем информации может быть: 1.Любой материальный предмет; 2.Волны различной природы; 3.Вещество в различных состояниях. Способ передачи информации – сигнал (от анг. Sign – знак, символ). Сигнал – это физический процесс, имеющий информационное значение. Сигнал может быть аналоговым (непрерывным) или дискретным (принимающий конечное число значений в конечное число моментов времени) Любой сигнал переносится либо веществом (текст, наскальный рисунок, гены и т.д.), либо энергией (звук, свет, радиоволны и т.д.) А значит информация всегда связана с материальным носителем.

По способу восприятия: По способу восприятия: o визуальная, o аудиальная, o тактильная, o обонятельная, o вкусовая. По форме представления: По форме представления: o текстовая, o числовая, o графическая, o звуковая. По степени значимости: По степени значимости: o Личная (знания, умения, планы, чувства, интуиция, опыт, наследственная память) o Специальная (научная, производственная, техническая, управленческая) o Общественная (общественно-политическая, научно – популярная, обыденная, эстетическая)

1.Объективность – Субъективность (информация объективна, если она не зависит от чьего-либо мнения, суждения) 2.Достоверность – недостоверность или Ложность (информация достоверна, если она отражает истинное положение дел) 3.Полнота – Неполнота или Недостаточность, а также Избыточность (Информация полна, если её достаточно для понимания и принятия решения) 4.Актуальность – Неактуальность или Устарение, а также Преждевременность (информация актуальна, если она важна, существенна для настоящего времени) 5.Полезность или Ценность – Бесполезность (полезность информации оценивается теми задачами, которые мы можем решить с её помощью) 6.Понятность – Непонятность (информация понятна, если она выражена на языке, доступном для получателя)

Информационный процесс – совокупность последовательных действий (операций), производимых над информацией для получения какого-либо результата (достижения цели). Информация проявляется именно в информационных процессах. Информационные процессы всегда протекают в каких-либо системах (социальных, социотехнических, биологических и пр.) Наиболее общими информационными процессами являются: сбор, преобразование, использование информации. К основным информационным процессам, изучаемым в курсе информатики, относятся: поиск, отбор, хранение, передача, кодирование, обработка, защита информации. Компьютер является универсальным устройством для автоматизированного выполнения информационных процессов.

Хранение информации необходимо для распространения её во времени. Хранилище информации - это определенным образом организованная информация н6а внешних носителях, предназначенная для длительного хранения и постоянного использования. Хранилище информации зависит от её носителя (книга – библиотека, картина – музей, фотография – альбом). Основные хранилища информации: Для человека – память, в том числе генетическая. Для человека – память, в том числе генетическая. Для общества – библиотеки, видеотеки, фонотеки, архивы, музеи и т.п. Для общества – библиотеки, видеотеки, фонотеки, архивы, музеи и т.п. Компьютерные хранилища – базы и банки данных, информационно- поисковые системы, электронные энциклопедии, медиатеки и т.п. Компьютерные хранилища – базы и банки данных, информационно- поисковые системы, электронные энциклопедии, медиатеки и т.п. Информация, предназначенная для хранения и передачи, как правило, представлена в форме документа. Под документом понимается информация на любом материальном носителе, предназначенная для распространения в пространстве и времени.

Развитие человечества не было бы возможно без обмена информацией. С давних времен люди из поколения в поколение передавали свои знания, извещали об опасности или передавали важную и срочную информацию, обменивались сведениями. Например, в начале XIX века была весьма развита пожарная служба. В нескольких частях городов строили высокие каланчи, с которых обозревались окрестности. Если случался пожар, то на башне днем поднимали разноцветный флаг (с той или иной геометрической фигурой), а ночью зажигали несколько фонарей, число и расположение которых означало размер и место возникновения пожара. Так каланчи использовали для сигнализации – оповещали соседние пожарные части. Каланча́ наблюдательная башня при пожарной (полицейской) части. Устаревшее значение дозорная (оборонительная) башня.

В любом процессе передачи или обмене информацией существует её источник и получатель, а сама информация передается по каналу связи с помощью сигналов: механических, тепловых, электрических и др. В обычной жизни для человека любой звук, свет являются сигналами, несущими смысловую нагрузку. Например, сирена – это звуковой сигнал тревоги; звонок телефона – сигнал, чтобы взять трубку; красный свет светофора – сигнал, запрещающий переход дороги. В качестве источника информации может выступать живое существо или техническое устройство. От источника информация попадает в кодирующее устройство, которое предназначено для преобразования исходного сообщения в форму, удобную для передачи. С такими устройствами вы встречаетесь постоянно: микрофон телефона, лист бумаги и т.п. По каналу связи информация попадает в декодирующее устройство получателя, которое преобразует сообщение в форму, понятную получателю. Одни из самых сложных декодирующих устройств – человеческие ухо и глаз. В процессе передачи информация может утрачиваться, искажаться. Это происходит из-за различных помех, как на канале связи, так и при кодировании и декодировании информации (искажение звука в телефоне, помехи при телевизионной передаче, и др). Вопросами, связанными с методами кодирования и декодирования информации, занимается специальная наука – криптография.

Приобретая жизненный опыт, наблюдая мир вокруг себя, иначе говоря – накапливая все больше и больше информации, человек учится делать выводы. В древности люди говорили, что человек познает с помощью органов чувств и осмысливает познанное разумом. Один раз дотронувшись до горячего чайника или утюга мы запоминаем это на всю жизнь и каждый раз случайно дотронувшись до горячей поверхности, мы отдергиваем руку. Если проанализировать, почему так происходит, то можно сделать вывод о преобразовании (обработке) информации: прикоснувшись к горячей поверхности, мы получили информацию с помощью органов осязания, нервная система передала её1 в мозг, где на основании имеющегося опыта был сделан вывод об опасности, сигнал от мозга был послан в мышцы рук, которые мгновенно сократились. Аналогичные процессы обработки информации происходят и в тот момент, когда при первых аккордах знакомой мелодии сразу улучшается настроение или наоборот становится грустно. Все это примеры неосознанной обработки информации.

В случае осознанной обработки информации человек создает новую информацию, опираясь на поступающие сведения – так называемую входную информацию – и на имеющийся у него запас знаний и опыта. Новая информация, полученная в результате обработки входной информации, называется выходной. Входная информация Исполнитель обработки Входная информация

Обработка информации – преобразование информации из одного вида в другой. Обычно обработка информации целенаправленный процесс и для успешного выполнения исполнителю должен быть известен способ обработки, т.е. последовательность действий, правило. Обработка информации по принципу «черного ящика» Чёрным ящиком в информатике называют некую структуру (объект, систему), которая имеет вход и выход. На вход ящика подаются некоторые входные данные (также называемые параметрами), а через выход поступают выходные данные. Ящик называется чёрным потому, что его внутреннее строение нам неизвестно. Мы не знаем, как именно он обрабатывает информацию, поступающую к нему на вход. Однако можно изучать этот объект по изменениям между входами и выходами системы

Разные люди, получившие одно и то же сообщение, по-разному оценивают его информационную ёмкость, то есть количество информации, содержащееся в нем. Это происходит потому, что знания людей о событиях, явлениях, о которых идет речь в сообщении, до получения сообщения были различными. Поэтому, кто знал об этом мало, сочтут, что получили много информации, те же, кто знал больше, могут сказать, что информации не получили вовсе. Количество информации в сообщении, т.о., зависит от того, насколько ново это сообщение для получателя. В таком случае, количество информации в одном и том же сообщении должно определятся отдельно для каждого получателя, т.е. иметь субъективный характер.. Но субъективные вещи не поддаются сравнению и анализу, для их измерения невозможно выбрать одну общую для всех единицу измерения. В таком случае, количество информации в одном и том же сообщении должно определятся отдельно для каждого получателя, т.е. иметь субъективный характер.. Но субъективные вещи не поддаются сравнению и анализу, для их измерения невозможно выбрать одну общую для всех единицу измерения. Т.о. с точки зрения информации как новизны, мы не можем однозначно и объективно оценить количество информации, содержащееся даже в самом простом сообщении, а что говорить о количестве информации, содержащейся в научном открытии, новом музыкальном стиле, новой теории общественного развития… Поэтому, когда информация рассматривается как новизна сообщения для получателя, не ставится вопрос об измерении количества информации.

Измерение информации в теории информации (информация как снятая неопределенность) Получение информации одновременно означат увеличение знания, что, в свою очередь, означает уменьшение незнания или информационной неопределенности. За единицу количества информации принимают выбор одного из двух равновероятных сообщений («да» или «нет», «1» или «0»). Она также названа битом. Вопрос ценности этой информации для получателя – это уже из иной области. Научный подход к оценке сообщений был предложен ещё в 1928 году Ральфом Хартли. Расчетная формула имеет вид: или или Где N – количество равновероятных событий (неопределенность знаний) i – количество информации

В качестве единицы информации условились принять один бит (англ. bit binary, digit двоичная цифра). Бит в теории информации количество информации, необходимое для различения двух равновероятных сообщений. Например: 1.при бросании монеты: "выпала решка", "выпал орел"; 2.на странице книги: "количество букв чётное", "количество букв нечётное".

Допустим, нам требуется что-либо найти или определить в той или иной системе. Есть такой способ поиска как «деление пополам». Например, кто-то загадывает число от 1 до 100, а другой должен отгадать его, получая лишь ответы «да» или «нет». Задается вопрос: число меньше? Ответ и «да» и «нет» сократит область поиска вдвое. Далее по той же схеме диапазон снова делится пополам. В конечном итоге, загаданное число будет найдено. Посчитаем сколько вопросов надо задать, чтобы найти задуманное число. Допустим загаданное число 27. Начали: Больше 50? Нет Больше 25? Да Больше 38? Нет Меньше 32? Да Меньше 29? Да Больше 27? Нет Это число 26? Нет Если число не 26 и не больше 27, то это явно 27. Чтобы угадать методом «деления пополам» число от 1 до 100 нам потребовалось 7 вопросов. Кто-то может задаться вопросом: а почему именно так надо задавать вопросы? Ведь, например, можно просто спрашивать: это число 1? Это число 2? И т.д. Но тогда вам потребуется намного больше вопросов (возможность того, что вы телепат, и угадаете с первого раза не рассматривается). «Деление пополам» самый короткий рациональный способ найти число. Объем информации заложенный в ответ «да» или «нет» равен одному биту. Действительно, ведь бит может быть в состоянии 1 или 0. Итак, для угадывания числа от 1 до 100 нам потребовалось семь бит (семь ответов «да» - «нет»).

С точки зрения взгляда на информацию как на снятую неопределенность количество информации зависит от вероятности получения того или иного сообщения. Причем, чем больше вероятность события, тем меньшее количество информации содержится в сообщении о таком событии. Иными словами, количество информации зависит от вероятности свершения данного события. Научный подход к более общему случаю вычисления количества информации в сообщении об одном из N, но уже не равновероятных событий был предложен Клодом Шенноном в 1948 году. Формула Шеннона: I = (p 1 log 2 p 1 + p 2 log 2 p p N log 2 p N) где p i вероятность того, что именно i-е сообщение выделено в наборе из N сообщений.

Для того, что бы в компьютере хранить текстовые данные, необходимо предварительно закодировать все символы, которые могут использоваться в тексте. Текст может содержать цифры, прописные и строчные буквы, пробелы, знаки препинания и специальные символы (например, # & %), поэтому необходимо, чтобы мощность алфавита, включающего все кодируемые символы, была достаточно Большой. Если буквы, входящие в текст могут быть только латинские или русские, то для кодирования одного символа достаточно использовать 8 битовых ячеек памяти, т.е. 1 байт памяти (поскольку с помощью 8 ячеек памяти можно закодировать 2 8 =256 различных символов). При этом надо договориться кокой именно комбинацией активных и неактивных ячеек будет кодироваться каждый символ. Например, символ пробела кодируется комбинацией, а прописная буква А – комбинацией

В настоящее время имеется несколько однобайтовых (8-битных) кодировок символов, включающих русские буквы: Windows-1251, ASCII, КОИ-8. С распространением Интернета возникла необходимость в использовании такого набора символов, который содержал бы буквы всех существующих языков. Поэтому было решено использовать для кодирования каждого символа 2 байта, или 16 битовых ячеек памяти. Это позволяет закодировать 2 16 =65536 различных символов. Подобная двухбайтовая (16-битная)кодировка получила название Unicode (Юникод)

В любой однобайтовой кодировке каждый символ имеет размер 1 байт (говорят, что информационный объем символа равен 1 байту). Если текст состоит из K символов (включая пробелы, знаки препинания и др), то информационный объем такого текста равен K байт (или 8K бит) независимо от смысла текста. 2 i =N I=Ki i – информационный вес символа (сколько бит несет один символ) N – мощность алфавита (количество символов в алфавите) I – Информационный объем сообщения K - количество символов в сообщении

1. Информатика как научная дисциплина. Понятие информации

1. Информатика как научная дисциплина

Информатика - дисциплина , изучающая свойства информации, а также способы представления, накопления, обработки и передачи информации с помощью технических средств.

На Западе применяют другой термин: «computer science» – компьютерная наука.

Информатика – очень широкая сфера, возникшая на стыке нескольких фундаментальных и прикладных дисциплин. Теоретическую основу информатики образует группа фундаментальных наук, которую в равной степени можно отнести и к математике, и к кибернетике: теория информации, теория алгоритмов, математическая логика, комбинаторный анализ, формальная грамматика и т.д. Информатика имеет и собственные разделы: операционные системы, архитектура ЭВМ, теоретическое программирование, теория баз данных и другие. «Материальная» база информатики связана со многими разделами физики, с химией, и особенно – с электроникой и радиотехникой.

Ядро информатики – информационная технология как совокупность конкретных технических и программных средств, с помощью которых мы выполняем разнообразные операции по обработке информации во всех сферах нашей жизни и деятельности. Иногда информационную технологию называют компьютерной технологией или прикладной информатикой.

Центральное место в информационной технологии занимает компьютер (от английского слова compute – вычислять) – техническое устройство для обработки информации. Термин компьютер отражает лишь историю возникновения ЭВМ: в современном компьютере вычисления – далеко не единственная и часто не главная функция. С помощью компьютера создаются и обрабатываются все виды информации: текстовая, графическая, звуковая, видео.

2. Понятие информации

Слово информация происходит от латинского слова informatio, что в переводе означает сведение, разъяснение, ознакомление.

Понятие информация является базовым в курсе информатики, невозможно дать его определение через другие, более простые понятия. Можно лишь утверждать, что это понятие предполагает наличие материального носителя информации, источника информации, передатчика информации, приемника и канала связи между источником и приемником.

Понятие информация является общенаучным понятием , используется во всех без исключения сферах – философии, информатике, кибернетике, биологии, медицине, психологии, физике и др., при этом в каждой науке понятие информация связано с различными системами понятий.

В информатике информация рассматривается как совокупность полезных сведений об окружающем мире, которые циркулируют в природе и обществе.

Информация – это общенаучное понятие, совокупность знаний о фактических данных и зависимостях между ними. В вычислительной технике информация – это данные, подлежащие вводу в ЭВМ и выдаваемые пользователям.

2. Информатизация. Компьютеризация. Роль информационной деятельности в современном обществе

Основным объектом внимания дисциплины «Информатика» является процесс информатизации и компьютеризации современного общества, который охватывает все сферы нашей жизни и развивается невиданными в истории темпами.

Информатизация - это не столько технологический, сколько социальный процесс, связанный со значительными изменениями в образе жизни населения.

Информатизация (англ. informatization) - политика и процессы, направленные на построение и развитие телекоммуникационной инфраструктуры, объединяющей территориально распределенные информационные ресурсы.

В основе информатизации лежат кибернетические методы и средства управления, а также инструментарий информационных и коммуникационных технологий.

Информатизация стала одной из важнейших характеристик нашего времени. Нет ни одной области человеческой деятельности, которая в той или иной мере не была бы связана с процессами получения и обработки информации для ее практического использования.

Компьютеризация - техническое оснащение – это процесс внедрения электронно-вычислительной техники во все сферы жизнедеятельности человека (например, для управления технологическими процессами , транспортом , производством и передачей энергии и другими производственными процессами).

Роль информационной деятельность в современном обществе

Информационная деятельность – деятельность, обеспечивающая сбор, обработку, хранение, поиск и распространение информации, а также формирование информационного ресурса и организацию доступа к нему.

Информация всегда играла чрезвычайно важную роль в жизни человека. Кто владеет наибольшим объемом информации по какому-либо вопросу, тот всегда находится в более выигрышном положении по сравнению с остальными. Общеизвестно высказывание о том, что тот, кто владеет информацией, тот владеет и миром.

С давних времен сбор и систематизация сведений об окружающем мире помогали человеку выживать в нелегких условиях – из поколения в поколение передавался опыт и навыки изготовления орудий охоты и труда, создания одежды и лекарств. Информация постоянно обновлялась и дополнялась – каждое изученное явление позволяло перейти к чему-то новому, более сложному.

Со временем большие объемы данных об окружающем мире поспособствовали развитию научно-технического прогресса и , как следствие, всего общества в целом – человек смог научится управлять различными видами вещества и энергии.

С течением времени роль информации в жизни человека становилась все существеннее. Сейчас, в первой половине XXI века роль информации в жизни человека является определяющей – чем больше навыков и знаний он имеет, тем выше ценится как специалист и сотрудник, тем больше имеет уважения в обществе.

В последние десятилетия настойчиво говорят о переходе от «индустриального общества» к «обществу информационному».

Происходит смена способов производства, мировоззрения людей, их образа жизни. Одновременно происходят изменения и в характере труда, который является показателем степени свободы трудящихся индивидов, показателем их отношения к труду. Это выражается, прежде всего, в «онаучивании» труда – в возрастании масштабов применения научных знаний в процессе производства, что ведет к возрастанию творческого начала в процессе труда. Труд становится более творческим, увеличивается доля умственного труда, возрастает значимость его индивидуальных особенностей и соответственно уменьшается доля труда физического, изматывающего мускульные силы человека. Новая технология требует не стандартных исполнителей, не роботов, а индивидуалов, творческих личностей.

Информация стала одним из важнейших стратегических, управленческих ресурсов, наряду с ресурсами – человеческим, финансовым, материальным. Использование микропроцессорной технологии, электронно-вычислительных машин и персональных компьютеров обусловило коренное преобразование отношений и технологических основ деятельности в различных сферах общественной жизни: производстве и потреблении, финансовой деятельности и торговле, социальной структуре общества и политической жизни, сфере услуг и духовной культуре.

3. Информационные революции. Индустриальное общество

Информационные революции

Человеческое общество по мере своего развития прошло этапы овладения веществом, затем энергией и, наконец, информацией. С самого начала человеческой истории возникла потребность передачи и хранения информации.

Для передачи информации сначала использовался язык жестов , а затем человеческая речь. Для хранения информации стали использоваться наскальные рисунки, а в IV тысячелетии до нашей эры появилась письменность и первые носители информации (шумерские глиняные таблички и египетские папирусы).

История создания устройств для обработки числовой информации начинается также с древности – с абака (счетной доски, являющейся прообразом счетов).

В истории человечества несколько раз происходили настолько радикальные изменения в информационной области, что их можно назвать информационными революциями.

По мере развития общества, научно-технического прогресса человечество создавало все новые средства и способы сбора, хранения, передачи информации. Но важнейшее в информационных процессах - обработка и целенаправленное преобразование информации - осуществлялось до недавнего времени исключительно человеком.

Первая информационная революция связана с изобретением письменности, обусловившей гигантский качественный скачок в развитии цивилизации. Появилась возможность накопления знаний и их передачи последующим поколениям. С позиций информатики это можно оценить как появление средств и методов накопления информации.

Вторая информационная революция (середина XV века) связана с изобретением книгопечатания, изменившего человеческое общество, культуру и организацию деятельности. Массовое распространение печатной продукции сделало доступными культурные ценности, открыло возможность самостоятельного обучения. С точки зрения информатики, значение этой революции в том, что она выдвинула качественно новый способ хранения информации.

Третья информационная революция (конец XIX века) связана с изобретением электричества, благодаря которому появился телеграф, телефон, радио, которые позволили оперативно передавать информацию на любые расстояния. Этот этап важен для информатики тем, что появились средства информационной коммуникации.

Четвертая информационная революция (70-е годы ХХ столетия) связана с изобретением микропроцессорной техники и появлением персональных компьютеров. Вскоре после этого возникли компьютерные телекоммуникации, радикально изменившие системы хранения и поиска информации.

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 .

Индустриальное общество

Начиная примерно с XVII века, в процессе становления машинного производства на первом плане была проблема овладения энергией (машины и станки надо было приводить в движение).

Сначала совершенствовались способы овладения энергией ветра и воды, а затем человечество овладело тепловой энергией (в середине XVIII века была изобретена паровая машина, а в конце XIX века – двигатель внутреннего сгорания).

Переход к индустриальному обществу связан со второй информационной революцией – изобретением электричества и радио.

В конце XIX века началось овладение электрической энергией , были изобретены электрогенератор и электродвигатель. И наконец, в середине ХХ века человечество овладело атомной энергией .

Овладение энергией позволило перейти к массовому машинному производству потребительских товаров, было создано индустриальное общество .

Индустриальное общество – это общество, определяемое уровнем развития промышленности и ее технической базы.

В индустриальном обществе большую роль играет процесс нововведений в производстве – внедрение в производство последних достижений научно-технической мысли: изобретений, идей, предложений. Этот процесс получил название инновационного .

Критерием оценки уровня развития индустриального общества служит не только уровень развития промышленного производства. Учитывается также объем производимых товаров массового потребления: автомобилей, холодильников, стиральных машин, телевизоров и т.п.

4. Информационное общество. Информационная культура

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 .

Последняя информационная революция выдвигает на первый план новую отрасль - информационную индустрию, связанную с производством технических средств, методов, технологий для производства новых знаний. Важнейшими составляющими информационной индустрии становятся все виды информационных технологий, особенно телекоммуникации. Современная информационная технология опирается на достижения в области компьютерной техники и средств связи.

Четвертая информационная революция привела к столь существенным переменам в развитии общества , что для его характеристики появился новый термин – «информационное общество ».

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 деятельность как отдельных людей, так и коллективов будет все в большей степени зависеть от их информированности и способности эффективно использовать имеющуюся информацию. Прежде чем предпринять какие-либо действия, необходимо провести большую работу по сбору и переработке информации, ее осмыслению и анализу и отысканию наиболее рационального решения.

В информационном обществе в изобилии циркулирует высокая по качеству информация, а также есть все необходимые средства для ее хранения, распределения и использования. Информация легко и быстро распространяется по требованиям заинтересованных людей и организаций.
Информатизация изменила характер труда в традиционных отраслях промышленности – появились робототехнические системы, повсеместно внедряются элементы микропроцессорной техники. Например, в станкостроительной отрасли в США в 1990 г. было занято 330 тысяч человек, а к 2005 году осталось 14 тысяч человек за счет внедрения роботов и манипуляторов.

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 .

Согласно мнению ряда специалистов, США завершат в целом переход к информационному обществу к 2020 году. Япония и большинство стран Западной Европы – к 2030-2040 годам. В России имеется ряд объективных предпосылок к переходу ее в состояние информационного общества: быстрое развитие материальной базы информационной сферы, информатизация многих отраслей производства и управления, активное вхождение в мировое сообщество и др. Важно, что движение России к информационному обществу реализуется государством как стратегическая, приоритетная цель.

В начале XXI века созданная теоретиками картина информационного общества постепенно приобретает зримые очертания. Прогнозируется превращение всего мирового пространства в единое компьютеризированное и информационное общество людей, проживающих в домах, оснащенных всевозможными электронными приборами и «интеллектуальными» устройствами. Деятельность людей будет сосредоточена главным образом на обработке информации, а материальное производство и производство энергии будет возложено на машины.

В период перехода к информационному обществу человеку необходимо подготовиться к быстрому восприятию и обработке больших объемов информации, научиться работать с современными средствами, методами и технологиями.

Информационное общество опирается на интеллект как инструмент познания, на информацию, как результат познания, на интерес и активность к восприятию информации, на желание применить интеллект и информацию для определенных целей.

В новых условиях работы недостаточно уметь самостоятельно осваивать и накапливать информацию, надо научиться такой технологи работы с информацией, когда решения принимаются на основе коллективного знания. Это говорит о том, что человек должен иметь определенный уровень культуры обращения с информацией – информационной культурой .

Информационная культура – это умение целенаправленно работать с информацией и использовать для ее получения, обработки и передачи компьютерную информационную технологию, современные технические средства и методы.

Информационная культура связана с социальной природой человека, является продуктом разнообразных творческих способностей человека и проявляется в следующих аспектах:

в конкретных навыках по использованию технических устройств, от телефона до персонального компьютера и компьютерных сетей;
в способности использовать в своей деятельности компьютерную информационную технологию, базовой составляющей которой являются многочисленные программные продукты;
в умении извлекать информацию из различных источников, как из периодической печати, так и из электронных коммуникационных систем , представлять ее в понятном виде и уметь эффективно использовать;
во владении основами аналитической переработки информации;
в умении работать с различной информацией;
в знании особенностей информационных потоков в своей профессиональной деятельности .

Одним из существенных показателей информационной культуры в нашей стране является знание английского языка . Сложившаяся ситуация в компьютерной индустрии такова, что практически все современные версии программных продуктов, определяющих информационную технологию, представлены на английском языке. На этом языке реализуется интерфейс пользователей с основными видами глобальных информационных ресурсов, осуществляется профессиональное взаимодействие с операционными системами компьютеров. В большинстве областей науки, бизнеса и технологий также доминирует английский язык.
Информационная культура включает в себя гораздо больше, чем просто набор навыков технической обработки информации с помощью компьютера и телекоммуникационных средств.

Информационная культура должна стать частью общечеловеческой культуры.

5. Информационные ресурсы общества

Традиционными видами общественных ресурсов являются материальные, сырьевые, (природные), энергетические, трудовые, финансовые ресурсы. Одним из важнейших видов ресурсов современного общества являются информационные ресурсы .

Со временем значимость информационных ресурсов возрастает. Информационные ресурсы становятся товаром , стоимость которого на рынке сопоставима со стоимостью традиционных ресурсов.

В Федеральном законе «Об информации, информатизации и защите информации» понятие информационные ресурсы определяется следующим образом:

Информационные ресурсы - это отдельные документы или массивы документов, а также документы и массивы документов в информационных системах: библиотеках, архивах, фондах, банках данных и т. д.

К информационным ресурсам также относятся все научно-технические знания, произведения литературы и искусства, множество иной информации общественно-государственной значимости, зафиксированной в любой форме, на любом носителе информации.

Информационные ресурсы общества в настоящее время рассматриваются как стратегические ресурсы, аналогичные по значимости материальным, сырьевым, энергетическим, трудовым и финансовым ресурсам. Однако между информационными ресурсами и всякими иными существует одно важное отличие:

Всякий ресурс, кроме информационного, после использования исчезает.

Сжигается топливо, расходуются финансы и т.п., а информационный ресурс остается «неуничтожимым», им можно пользоваться многократно, он копируется без ограничений.

В документах и массивах документов , о которых говорится в Федеральном законе «Об информации, информатизации и защите информации», в различных формах представлены знания, которыми обладали создавшие их люди. Таким образом , информационные ресурсы - это знания, подготовленные людьми для социального использования в обществе и зафиксированные на материальном носителе . Информационные ресурсы общества, если их понимать как знания, отчуждены от тех людей, которые их создавали, накапливали, обобщали и анализировали. Эти знания материализовались в виде документов, баз данных, баз знаний, алгоритмов, компьютерных программ, а также произведений искусства, литературы и науки.

Информационные ресурсы признаются одним из важнейших видов ресурсов в любой стране. В наиболее развитых странах они являются объектом особого внимания.

Так, например, в США действует специальная программа «Национальная информационная инфраструктура». Она должна обеспечить государственную поддержку производителей информационных ресурсов, а также доступа к ним для любого пользователя. Главными приоритетами этой программы являются:

государственные информационные ресурсы, создаваемые на основе правительственной информации;
библиотечные информационные ресурсы;
информационные ресурсы в сфере образования, здравоохранения и экологии.

Аналогичная программа «Европейская информационная структура» принята Европейским союзом.

Информационные ресурсы страны, региона или организации должны рассматриваться как стратегические ресурсы, аналогичные по значимости запасам материальных ресурсов: сырья, энергии, полезных ископаемых.

Развитие мировых информационных ресурсов позволило:

превратить деятельность по оказанию информационных услуг в глобальную человеческую деятельность;
сформировать мировой и внутригосударственный рынок информационных услуг;
образовать всевозможные базы данных ресурсов регионов и государств, к которым возможен сравнительно недорогой доступ;
повысить обоснованность и оперативность принимаемых решений в фирмах , банках, биржах, промышленности, торговле за счет своевременного использования необходимой информации.

Таким образом , главной целью государственной политики любой страны должно являться создание благоприятных условий для создания информационных ресурсов.
Классификация информационных ресурсов. Любая классификация информационных ресурсов общества оказывается неполной. Внутри каждого класса можно проводить дополнительное, более детальное разделение.

Библиотечные ресурсы. Огромные информационные ресурсы скрыты в библиотеках. Доминируют традиционные (бумажные) формы их представления, но все больше библиотечных ресурсов в последние годы переводится на цифровую (безбумажную) основу.
Архивные ресурсы. Архивы скрывают материалы (иногда многовековые), связанные с историей и культурой страны. Объемы архивных материалов огромны.
Научно-техническая информация. Во всех развитых странах существуют специализированные системы научно-технической информации. Они включают многочисленные специальные издания, патентные службы и т.д. Информация такого рода часто является дорогостоящим товаром.
Правовая информация и информация государственных (властных) культур. Своды законов, кодексы, нормативные акты, другие виды правовой информации, без которой не может существовать ни одно государство.
Отраслевая информация. Свои отраслевые информационные ресурсы существуют у любой социальной промышленной аграрной и иной сферы общества. Огромны информационные ресурсы оборонной сферы, системы образования и т.д.
Финансовая и экономическая информация
Информация о природных ресурсах и т.д.

6. Информационные услуги и продукты. Этапы развития технических средств и информационных ресурсов

В настоящее время во многих странах сформировался национальный рынок информационных ресурсов . Этот рынок подобен рынку традиционных ресурсов. Товарами рынка информационных ресурсов могут быть:

информация бытового характера о доступе к материальным товарам и услугам, их стоимости;
информация научно-технического характера (научные статьи, рефераты, энциклопедии и т.д.);
компьютерные программы;
базы данных, информационные системы и др.

Как и на всяком рынке, на рынке информационных ресурсов есть поставщики (продавцы) и потребители (покупатели). Поставщики – это производители информации или ее собственники (центры, в которых создаются и хранятся базы данных, службы связи и телекоммуникации, специализированные коммерческие фирмы, занимающиеся куплей-продажей информации, и др.).

Потребители информации – это мы все частные лица, а также предприятия, которые сегодня без информации не смогли бы функционировать, и т.д.

Информационные ресурсы являются основой для создания информационных продуктов . Информационный продукт, являясь результатом интеллектуальной деятельности человека, должен быть зафиксирован на материальном носителе в виде документов, статей, обзоров, программ, книг и т. д.

Информационный продукт - это совокупность данных, сформированная производителем для ее распространения в материальной или в нематериальной форме.

Информационный продукт может распространяться такими же способами, как и любой другой материальный или нематериальный продукт , с помощью услуг .

Услуга - это результат непроизводственной деятельности предприятия или лица, направленный на удовлетворение потребностей человека или организации.

Информационная услуга - это получение и предоставление в распоряжение пользователя информационных продуктов.

До недавнего времени основным местом сосредоточения значительной части информационных ресурсов нашей страны являлись библиотеки.

Информационные услуги возникают только при наличии баз данных в компьютерном или некомпьютерном варианте. Базы данных являются источником и своего рода полуфабрикатом при подготовке информационных услуг соответствующими службами. В них содержатся всевозможные сведения о событиях, явлениях, объектах, процессах, публикациях и т. п.

Уровень развитии сферы информационных услуг во многом определяет степень приближенности к информационному обществу.

Причиной четвертой информационной революции послужило изобретение в середине 40-х годов XX века электронно-вычислительных машин (ЭВМ).

Совершенствование принципов их работы и элементной базы обусловили смену поколений ЭВМ.

См. таблицу!!!

Рынок информационных ресурсов и услуг в своем развитии прошел несколько стадий. Его активное формирование совпало во времени с появлением первых ЭВМ, т.е. с началом 50-х годов ХХ века.

С середины 60-х до середины 70-х годов XX века в результате широкого внедрения компьютерной техники важнейшим видом информационных услуг стали базы данных , содержащие различные виды информации по всевозможным отраслям знаний.

Начиная с середины 70-х годов, с созданием национальных и глобальных сетей передачи данных, ведущим видом информационных услуг стал диалоговый поиск информации в удаленных от пользователя базах данных .

По-настоящему рынок информационных ресурсов и услуг расцвел после широкого внедрения персональных компьютеров и телекоммуникационных систем.

Решающее значение для формирования рынка имело создание баз данных по множеству направлений знаний и человеческой деятельности . Процесс этот принял массовый характер в 80-х годах ХХ века.

Базы данных фактически существовали и до компьютерного периода в библиотеках, архивах, фондах, справочных бюро и других подобных организациях, хотя они и не назывались базами данных.

С появлением компьютеров существенно увеличились объемы хранимых баз данных и, соответственно, расширился круг информационных услуг. Огромную роль играет всемирная сеть Интернет и информационно-поисковые системы. Официально история Сообщества Интернет началась 1 января 1992 года .

В настоящее время, когда идет интенсивная информатизация всех сторон жизнедеятельности общества, большое значение имеет дистанционный доступ к удаленным централизованным базам данных.

Популярность услуг дистанционного доступа к базам данных нарастает быстрыми темпами и опережает все виды других услуг благодаря все большему числу пользователей, овладевших информационной технологией работы в коммуникационной среде компьютерных сетей; высокой оперативности предоставления услуг.

В наше время формируется мировой рынок информационных ресурсов и услуг на базе глобальных компьютерных сетей.

Таблица. Поколения ЭВМ

Поколения	Годы	Элементная база	Быстродействие (операций в сек.)	Характеристика
Нулевое	до 1940	механическая	простые арифметические операции	арифмометры, механические счетные машины
I	1940–1950	электронные лампы	» 10 000	«Большие ЭВМ» ЭВМ отличаются огромными размерами, большим потреблением энергии, малым быстродействием, низкой надежностью. Программирование ведется в кодах.
II	1950-1964	транзисторы	1 – 2 млн.	Мини-ЭВМ. Улучшены все характеристики. Для программирования используются алгоритмические языки.
III	1964-1971	интегральные схемы	300 000 млн.	Микро-ЭВМ. Резкое снижение габаритов ЭВМ, повышение их надежности, увеличение производительности. Возможность доступа с удаленных терминалов.
IV	1971 - …	микро-процессоры	несколько млрд.	Массовый выпуск персональных ЭВМ
Перспективы развития	?	Мощные многопроцессорные вычислительные системы с высокой производительностью; создание дешевых микрокомпьютеров; разработка интеллектуальных компьютеров. Внедрение компьютерных сетей во все сферы и их объединение; распределенная обработка данных; повсеместное использование компьютерных информационных технологий.

1. Информатика как научная дисциплина. Понятие информации

1. Информатика как научная дисциплина

Информатика - дисциплина, изучающая свойства информации, а также способы представления, накопления, обработки и передачи информации с помощью технических средств.

На Западе применяют другой термин: «computer science» – компьютерная наука.

2. Понятие информации

Понятие информация является общенаучным понятием, используется во всех без исключения сферах – философии, информатике, кибернетике, биологии, медицине, психологии, физике и др., при этом в каждой науке понятие информация связано с различными системами понятий.

Информация – это общенаучное понятие, совокупность знаний о фактических данных и зависимостях между ними. В вычислительной технике информация – это данные, подлежащие вводу в ЭВМ и выдаваемые пользователям.

2. Информатизация. Компьютеризация. Роль информационной деятельности в современном обществе

Основным объектом внимания дисциплины «Информатика» является процесс информатизации и компьютеризации современного общества, который охватывает все сферы нашей жизни и развивается невиданными в истории темпами.

Информатизация (англ. informatization) - политика и процессы, направленные на построение и развитие телекоммуникационной инфраструктуры, объединяющей территориально распределенные информационные ресурсы.

Компьютеризация - техническое оснащение – это процесс внедрения электронно-вычислительной техники во все сферы жизнедеятельности человека (например, для управления технологическими процессами, транспортом, производством и передачей энергии и другими производственными процессами).

Роль информационной деятельность в современном обществе

Информационная деятельность – деятельность, обеспечивающая сбор, обработку, хранение, поиск и распространение информации, а также формирование информационного ресурса и организацию доступа к нему.

Со временем большие объемы данных об окружающем мире поспособствовали развитию научно-технического прогресса и, как следствие, всего общества в целом – человек смог научится управлять различными видами вещества и энергии.

3. Информационные революции. Индустриальное общество

Информационные революции

Для передачи информации сначала использовался язык жестов, а затем человеческая речь. Для хранения информации стали использоваться наскальные рисунки, а в IV тысячелетии до нашей эры появилась письменность и первые носители информации (шумерские глиняные таблички и египетские папирусы).

Индустриальное общество

4. Информационное общество. Информационная культура

Четвертая информационная революция привела к столь существенным переменам в развитии общества, что для его характеристики появился новый термин – «информационное общество ».

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.

Информатизация изменила характер труда в традиционных отраслях промышленности – появились робототехнические системы, повсеместно внедряются элементы микропроцессорной техники. Например, в станкостроительной отрасли в США в 1990 г. было занято 330 тысяч человек, а к 2005 году осталось 14 тысяч человек за счет внедрения роботов и манипуляторов.

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 .

в конкретных навыках по использованию технических устройств, от телефона до персонального компьютера и компьютерных сетей;
в способности использовать в своей деятельности компьютерную информационную технологию, базовой составляющей которой являются многочисленные программные продукты;
в умении извлекать информацию из различных источников, как из периодической печати, так и из электронных коммуникационных систем, представлять ее в понятном виде и уметь эффективно использовать;
во владении основами аналитической переработки информации;
в умении работать с различной информацией;
в знании особенностей информационных потоков в своей профессиональной деятельности .

Информационная культура включает в себя гораздо больше, чем просто набор навыков технической обработки информации с помощью компьютера и телекоммуникационных средств.

Информационная культура должна стать частью общечеловеческой культуры.

5. Информационные ресурсы общества

Всякий ресурс, кроме информационного, после использования исчезает.

В документах и массивах документов, о которых говорится в Федеральном законе «Об информации, информатизации и защите информации», в различных формах представлены знания, которыми обладали создавшие их люди. Таким образом, информационные ресурсы - это знания, подготовленные людьми для социального использования в обществе и зафиксированные на материальном носителе . Информационные ресурсы общества, если их понимать как знания, отчуждены от тех людей, которые их создавали, накапливали, обобщали и анализировали. Эти знания материализовались в виде документов, баз данных, баз знаний, алгоритмов, компьютерных программ, а также произведений искусства, литературы и науки.

государственные информационные ресурсы, создаваемые на основе правительственной информации;
библиотечные информационные ресурсы;
информационные ресурсы в сфере образования, здравоохранения и экологии.

Аналогичная программа «Европейская информационная структура» принята Европейским союзом.

Развитие мировых информационных ресурсов позволило:

превратить деятельность по оказанию информационных услуг в глобальную человеческую деятельность;
сформировать мировой и внутригосударственный рынок информационных услуг;
образовать всевозможные базы данных ресурсов регионов и государств, к которым возможен сравнительно недорогой доступ;
повысить обоснованность и оперативность принимаемых решений в фирмах, банках, биржах, промышленности, торговле за счет своевременного использования необходимой информации.

Таким образом, главной целью государственной политики любой страны должно являться создание благоприятных условий для создания информационных ресурсов.

Классификация информационных ресурсов. Любая классификация информационных ресурсов общества оказывается неполной. Внутри каждого класса можно проводить дополнительное, более детальное разделение.

Библиотечные ресурсы. Огромные информационные ресурсы скрыты в библиотеках. Доминируют традиционные (бумажные) формы их представления, но все больше библиотечных ресурсов в последние годы переводится на цифровую (безбумажную) основу.
Архивные ресурсы. Архивы скрывают материалы (иногда многовековые), связанные с историей и культурой страны. Объемы архивных материалов огромны.
Научно-техническая информация. Во всех развитых странах существуют специализированные системы научно-технической информации. Они включают многочисленные специальные издания, патентные службы и т.д. Информация такого рода часто является дорогостоящим товаром.
Правовая информация и информация государственных (властных) культур. Своды законов, кодексы, нормативные акты, другие виды правовой информации, без которой не может существовать ни одно государство.
Отраслевая информация. Свои отраслевые информационные ресурсы существуют у любой социальной промышленной аграрной и иной сферы общества. Огромны информационные ресурсы оборонной сферы, системы образования и т.д.
Финансовая и экономическая информация
Информация о природных ресурсах и т.д.

6. Информационные услуги и продукты. Этапы развития технических средств и информационных ресурсов

информация бытового характера о доступе к материальным товарам и услугам, их стоимости;
информация научно-технического характера (научные статьи, рефераты, энциклопедии и т.д.);
компьютерные программы;
базы данных, информационные системы и др.

Информатика Информатика Инфоpматика Инфоpматика это основанная на использовании компьютерной техники дисциплина, изучающая структуру и общие свойства информации, а также закономерности и методы её создания, хранения, поиска, преобразования, передачи и применения в различных сферах человеческой деятельности.

Термин "информатика" (франц. informatique) происходит от французских слов information (информация) и automatique (автоматика) и дословно означает "информационная автоматика". Информатика – это техническая наука, определяющая сферу деятельности, связанную с процессами хранения, преобразования и передачи информации с помощью компьютера. За рубежом курс обычно называется "Сomputer science", что означает буквально "компьютерные науки "

Приоритетные направления: pазpаботка вычислительных систем и пpогpаммного обеспечения; теоpия инфоpмации, изучающая процессы, связанные с передачей, приёмом, преобразованием и хранением информации; математическое моделирование, методы вычислительной и прикладной математики и их применение к фундаментальным и прикладным исследованиям в различных областях знаний; методы искусственного интеллекта, моделирующие методы логического и аналитического мышления в интеллектуальной деятельности человека (логический вывод, обучение, понимание речи, визуальное восприятие, игры и др.); системный анализ, изучающий методологические средства, используемые для подготовки и обоснования решений по сложным проблемам различного характера;

Биоинформатика, изучающая информационные процессы в биологических системах; социальная информатика, изучающая процессы информатизации общества; методы машинной графики, компьютерной анимации, средства мультимедиа; телекоммуникационные системы и сети, в том числе, глобальные компьютерные сети, объединяющие всё человечество в единое информационное сообщество; разнообразные пpиложения, охватывающие производство, науку, образование, медицину, торговлю, сельское хозяйство и все другие виды хозяйственной и общественной деятельности.

Технические средства, или аппаратура компьютеров, в английском языке обозначаются словом Hardware, которое буквально переводится как "твердые изделия" Для обозначения программных средств, под которыми понимается совокупность всех программ, используемых компьютерами, и область деятельности по их созданию и применению, используется слово Software (буквально "мягкие изделия"), которое подчеркивает равнозначность самой машины и программного обеспечения, а также способность программного обеспечения модифицироваться, приспосабливаться и развиваться

Программированию задачи всегда предшествует разработка способа ее решения в виде последовательности действий, ведущих от исходных данных к искомому результату, иными словами, разработка алгоритма решения задачи. Для обозначения части информатики, связанной с разработкой алгоритмов и изучением методов и приемов их построения, применяют термин Brainware (англ. brain интеллект, умственные способности).

"информация" Термин "информация" происходит от латинского слова "informatio", что означает сведения, разъяснения, изложение Несмотря на широкое распространение этого термина, понятие информации является одним из самых дискуссионных в науке Пока это понятие во многом остается интуитивным и получает различные смысловые наполнения в различных отраслях человеческой деятельности

Клод Шеннон, американский учёный, заложивший основы теории информации науки, изучающей процессы, связанные с передачей, приёмом, преобразованием и хранением информации, рассматривает информацию как снятую неопределенность наших знаний о чем-то Инфоpматика Инфоpматика это основанная на использовании компьютерной техники дисциплина, изучающая структуру и общие свойства информации, а также закономерности и методы её создания, хранения, поиска, преобразования, передачи и применения в различных сферах человеческой деятельности.

Люди обмениваются информацией в форме сообщений Сообщение это форма представления информации в виде речи, текстов, жестов, взглядов, изображений, цифровых данных, графиков, таблиц и т.п. Одно и то же информационное сообщение (статья в газете, объявление, письмо, телеграмма, справка, рассказ, чертёж, радиопередача и т.п.) может содержать разное количество информации для разных людей в зависимости от их предшествующих знаний, от уровня понимания этого сообщения и интереса к нему. Так, сообщение, составленное на японском языке, не несёт никакой новой информации человеку, не знающему этого языка, но может быть высокоинформативным для человека, владеющего японским.

Учился в Мичиганском университете, где получил два диплома по математике и по электротехнике. Затем перешел в Массачусетский технологический институт В 1938 году защитил докторскую диссертацию, в которой разработал принципы логического устройства компьютера, соединив булеву алгебру с работой электрических схем. Эта работа стала поворотным пунктом в истории развития современной информатики и вычислительной техники. Позднее Шеннон работал в Bell Telephone Laboratories, где применил новые принципы разработки телефонных станций. В 1948 году опубликовал работу «Математическая теория связи», в которой представил свою унифицированную теорию передачи и обработки информации. Информация в этом контексте включала все виды сообщений, включая те, что передаются по нервным волокнам в живых организмах. В 1956 году Шеннон покинул Bell Labs и со следующего года стал профессором Массачусетского технологического института, откуда ушел на пенсию в 1978 году Шеннон предложил измерять информацию в математическом смысле, сводя ее к выбору между двумя значениями, или двоичными разрядами, «да» или «нет», заложив таким образом фундамент современной теории связи, которая в настоящее время играет важную роль во многих областях. В пятидесятых годах он создал "предельную машину" ("Ultimate Machine"), основанную на идее Мервина Минского (Mervin Minsky) и описанную в "Голосе над морем" Артура Кларка; машина эта имела вид шкатулки с единственным выключателем. При включении его крышка открывалась, оттуда появлялась рука, которая возвращала выключатель в исходное положение и вновь скрывалась внутри. На пенсии им полностью завладело его давнее увлечение жонглированием. Шеннон построил несколько жонглирующих машин и даже создал общую теорию жонглирования, которая, впрочем, не помогла ему побить личный рекорд жонглирование четырьмя мячиками. Еще он испытал свои силы в поэзии, а также разработал разнообразные модели биржи акций и опробовал их (по его словам успешно) собственных акциях акциях. Но с начала 60-х годов Шеннон так и не сделал в теории информации практически ничего нового. Клод Шеннон умер 24 февраля 2001 года в возрасте 84 лет после многолетней борьбы с болезнью Альцгеймера. ШЕННОН Клод Элвуд (Shannon Claude Elwood) (р. 1916, Гэйлорд, шт. Мичиган), американский инженер и математик. Один из создателей математической теории информации. Основные труды по теории релейно-контактных схем, математической теории связи, кибернетике

Разработаны различные способы оценки количества информации. В 1928 г. американский инженер Р.Хартли рассматривал процесс получения информации как выбор одного сообщения из конечного наперёд заданного множества из N равновероятных сообщений, а количество информации I, содержащееся в выбранном сообщении, определял как двоичный логарифм N. Формула Хартли: I = log 2 N В качестве примера использования формулы Хартли рассмотрим задачу. Допустим, нужно угадать одно число из набора чисел от единицы до ста. По формуле Хартли можно вычислить, какое количество информации для этого требуется: I = log2100 = 6,644. Таким образом, сообщение о верно угаданном числе содержит количество информации, приблизительно равное 6,644 единицы информации.

А теперь рассмотрим другую задачу: являются ли равновероятными сообщения "первой выйдет из дверей здания женщина" и "первым выйдет из дверей здания мужчина". Однозначно ответить на этот вопрос нельзя. Все зависит от того, о каком именно здании идет речь. Если это, например, станция метро, то вероятность выйти из дверей первым одинакова для мужчины и женщины, а если это военная казарма, то для мужчины эта вероятность значительно выше, чем для женщины.

Для задач такого рода американский учёный Клод Шеннон предложил в 1948 г. другую формулу определения количества информации, учитывающую возможную неодинаковую вероятность сообщений в наборе. Формула Шеннона: I = - (p 1 ·log 2 p 1 + p 2 ·log 2 p p N ·log 2 p N), где p i вероятность того, что именно i-е сообщение выделено в наборе из N сообщений Легко заметить, что если вероятности p 1,..., p N равны, то каждая из них равна 1/N, и формула Шеннона превращается в формулу Хартли.

Возьмем, для примера, монету и бросим её на стол. Она упадет либо орлом, либо решкой. У нас есть 2 равновероятных события. После того, как мы бросили монетку, мы получили log 2 2 = 1 бит информации. Предположим, что мы бросили 8 монет. У нас 2 8 вариантов падения монет. Значит после броска монет мы получим log = 8 бит информации. Попробуем узнать сколько информации мы получим после того, как бросим кубик. У кубика шесть граней – шесть равновероятных событий. Получаем: приблизительно 2,6 бита информации.

Когда мы задаем вопрос и можем в равной вероятности получить ответ «да» или «нет», то после ответа на вопрос, мы получаем один бит информации. При этом одно состояние принято обозначать цифрой 0, а другое – цифрой 1. Последовательностью битов можно закодировать любую информацию: текст, изображение, звук и т.п.

Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т.п.), несущую смысловую нагрузку и представленную в понятном компьютеру виде. Каждый новый символ в такой последовательности символов увеличивает информационный объём сообщения. В качестве единицы информации Клод Шеннон предложил принять один бит (англ. bit binary digit двоичная цифра). Бит в теории информации количество информации, необходимое для различения двух равновероятных сообщений (типа "орел""решка", "чет" "нечет" и т.п.). В вычислительной технике битом называют наименьшую "порцию" памяти компьютера, необходимую для хранения одного из двух знаков "0" и "1", используемых для внутримашинного представления данных и команд.

Бит слишком мелкая единица измерения. На практике чаще применяется более крупная единица байт, равная восьми битам Название байт было впервые использовано в 1956 году В. Бухгольцем при проектировании первого суперкомпьютера IBM 7030 для пучка одновременно передаваемых в устройствах ввода-вывода битов (шести штук), позже в рамках того же проекта расширили байт до восьми бит По одной из версий, слово byte произошло как сокращение фразы BInary digiT Eight («двоичное число восемь»), причем в получившемся bite букву i заменили на y. Это было сделано во избежание путаницы с уже существовавшим термином bit (бит). Другая гипотеза гласит, будто byte аббревиатура BinarY TErm («двоичный термин»).

Широко используются также ещё более крупные производные единицы информации: 1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 2 10 байт (1,024 ~10 3) 1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 2 20 байт (1,048,576 ~10 6) 1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 2 30 байт (1,073,741,824 ~10 9) В последнее время в связи с увеличением объёмов обрабатываемой информации входят в употребление такие производные единицы, как: 1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 2 40 байт (1,099,511,627,776 ~10 12) 1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 2 50 байт (1,125,899,906,842,624 ~10 15) 1 эксабайт (Эбайт) = 1024 Пбайт = 2 60 байт (1,152,921,504,606,846,976 ~10 18) 1 зеттабайт (Збайт) = 1024 Эбайт = 2 70 байт (1,180,591,620,717,411,303,424 ~10 21) 1 йоттабайт (Йбайт) = 1024 Збайт = 2 80 байт (1,208,925,819,614,629,174,706,176 ~10 24)

Реально приставки СИ кило-, мега-, гига- должны использоваться для множителей 10 3, 10 6 и 10 9, соответственно, но исторически сложилась практика использования множителей со степенями двойки на самом деле меньше на 20.9% чем 1,208,925,819,614,629,174,706,176

Синтаксическая адекватность. Она отображает формально- структурные характеристики информации и не затрагивает ее смыслового содержания. На синтаксическом уровне учитываются тип носителя и способ представления информации, скорость передачи и обработки, размеры кодов представления информации, надежность и точность преобразования этих кодов и т. п. Информацию, рассматриваемую только с синтаксических позиций, обычно называют данными, т.к. при этом не имеет значения смысловая сторона.

Семантическая (смысловая) адекватность. Эта форма определяет степень соответствия образа объекта и самого объекта. Семантический аспект предполагает учет смыслового содержания информации. На этом уровне анализируются те сведения, которые отражает информация, рассматриваются смысловые связи. В информатике устанавливаются смысловые связи между кодами представления информации. Эта форма служит для формирования понятий и представлений, выявления смысла, содержания информации и ее обобщения.

Прагматическая (потребительская) адекватность. Она отражает отношение информации и ее потребителя, соответствие информации цели управления, которая на ее основе реализуется. Проявляются прагматические свойства информации только при наличии единства информации (объекта), пользователя и цели управления. Прагматический аспект рассмотрения связан с ценностью, полезностью использования информации при выработке потребителем решения для достижения своей цели. С этой точки зрения анализируются потребительские свойства информации. Эта форма адекватности непосредственно связана с практическим использованием информации, с соответствием ее целевой функции деятельности системы.

Синтаксическая мера количества информации оперирует с обезличенной информацией, не выражающей смыслового отношения к объекту. Объем данных V Д в сообщении измеряется количеством символов (разрядов) в этом сообщении. В различных системах счисления один разряд имеет различный вес и соответственно меняется единица измерения данных: в двоичной системе счисления единица измерения бит (bit binary digit двоичный разряд); в десятичной системе счисления единица измерения дит (десятичный разряд).

Пример: Сообщение в двоичной системе в виде восьмиразрядного двоичного кода имеет объем данных Vд = 8 бит. Сообщение в десятичной системе в виде шестиразрядного числа имеет объем данных Vд = 6 дит.

Энтропия (от греческого entropia -- поворот, превращение). Понятие энтропии впервые было введено в термодинамике для определения меры необратимого рассеяния энергии. Энтропия широко применяется и в других областях науки: в статистической физике как мера вероятности осуществления какого -- либо макроскопического состояния; в теории информации -- мера неопределенности какого-либо опыта (испытания), который может иметь разные исходы. Все эти трактовки энтропии имеют глубокую внутреннюю связь. Энтропия -- это функция состояния, то есть любому состоянию можно сопоставить вполне определенное (с точность до константы -- эта неопределенность убирается по договоренности, что при абсолютном нуле энтропия тоже равна нулю) значение энтропии.

Используя понятие энтропии Клаузиус (1876) дал наиболее общую формулировку 2-го начала термодинамики: при реальных (необратимых) адиабатических процессах энтропия возрастает, достигая максимального значения в состоянии равновесия (2-ое начало термодинамики не является абсолютным, оно нарушается при флуктуациях).

Количество информации определяется по формуле: Iβ(α) = H(β) - H(α), где H(α) – это энтропия, т.е. количество информации измеряется изменением (уменьшением) неопределенности состояния системы. Энтропия системы Н(а), имеющая N возможных состояний, согласно формуле Шеннона, равна: где Pi вероятность того, что система находится в i-м состоянии.

Для случая, когда все состояния системы равновероятны, ее энтропия определяется соотношением где N число всевозможных отображаемых состояний; m основание системы счисления (разнообразие символов, применяемых в алфавите); n число разрядов (символов) в сообщении.

Семантическая мера информации. Для измерения смыслового содержания информации, т.е. ее количества на семантическом уровне, наибольшее признание получила тезаурусная мера, которая связывает семантические свойства информации со способностью пользователя принимать поступившее сообщение. Для этого используется понятие тезаурус пользователя. Тезаурус это совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система.

В зависимости от соотношений между смысловым содержанием информации S и тезаурусом пользователя Sp изменяется количество семантической информации Iс, воспринимаемой пользователем и включаемой им в дальнейшем в свой тезаурус. Характер такой зависимости показан на рисунке при Sp=0 пользователь не воспринимает, не понимает поступающую информацию; при Sp пользователь все знает, поступающая информация ему не нужна.

При оценке семантического (содержательного) аспекта информации необходимо стремиться к согласованию величин S (смысловым содержанием информации) и Sp (тезаурусом пользователя). Относительной мерой количества семантической информации может служить коэффициент содержательности С, который определяется как отношение количества семантической информации к ее объему: Iс - количество семантической информации V Д - объем данных

Прагматическая мера информации. Эта мера определяет полезность информации (ценность) для достижения пользователем поставленной цели. Эта мера также величина относительная, обусловленная особенностями использования этой информации в той или иной системе. Ценность информации целесообразно измерять в тех же самых единицах (или близких к ним), в которых измеряется целевая функция.

Непрерывная и дискретная информация Информация о различных природных явлениях и технологических процессах воспринимается человеком (с помощью его органов чувств и различной измерительной аппаратуры) в виде тех или иных полей. Поля эти рассматриваются как непрерывные. Иногда для этой цели используется также термин аналоговая информация Если применительно к информации о поле установить минимальные шаги изменения всех характеризующих ее скалярных величин, то получим так называемое дискретное представление информации (дискретная информация). Но любая непрерывная информация может быть аппроксимирована дискретной информацией с любой степенью точности

Результаты измерения любых скалярных величин представляется в конце концов в числовом виде, а поскольку при заданной точности измерений эти числа представимы в виде конечных наборов цифр, то дискретную форму представления информации часто отождествляют с цифровой информацией Для преобразования любого аналогового сигнала (звука, изображения) в цифровую форму необходимо выполнить две основные операции: дискретизацию, квантование

Дискретизация Представление непрерывного аналогового сигнала последовательностью его значений (отсчетов). Эти отсчеты берутся в моменты времени, отделенные друг от друга интервалом, который называется интервалом дискретизации Величину, обратную интервалу между отсчетами, называют частотой дискретизации.

Наиболее часто в телевизионной технике используются изображения с разрешением: 640 х 480 NTSC (4:3) 768 х 576 PAL, SECAM (4:3) 1920 х 1080 HDTV (16:9) Цифровое фото: отношение 4: х х х 1920 Цифровое фото: отношение 3:2 9 х 6 15 х х 24

Понятно, что чем меньше интервал дискретизации и, соответственно, выше частота дискретизации, тем меньше различия между исходным сигналом и его дискретизированной копией. Восстановление будет точным только в том случае, если частота дискретизации по крайней мере в 2 раза превышает ширину полосы частот исходного аналогового сигнала (это условие определяется известной теоремой Котельникова) Если это условие не выполняется, то дискретизация сопровождается необратимыми искажениями.

Аналоговый сигнал (видеосигнал ТВ строки) содержит волну, частота которой сначала увеличивается от 0,5 МГц до 2,5 МГц, а затем уменьшается до 0,5 МГц. Этот сигнал дискретизируется с частотой 3 МГц На рис. последовательно приведены изображения: исходный аналоговый сигнал, дискретизированный сигнал, восстановленный после дискретизации аналоговый сигнал Пример искажений возникающих при неправильной дискретизации

Восстанавливающий фильтр нижних частот имеет полосу пропускания 1,2 МГц. Как видно, низкочастотные компоненты (меньше 1 МГц) восстанавливаются без искажений Волна с частотой 1,5 МГц исчезает и превращается в относительно ровное поле. Волна с частотой 2,5 МГц после восстановления превратилась в волну с частотой 0,5 МГц (это разность между частотой дискретизации 3 МГц и частотой исходного сигнала 2,5 МГц)

Эти диаграммы-картинки иллюстрируют искажения, связанные с недостаточно высокой частотой пространственной дискретизации изображения Если объект телевизионной съемки представляет собой очень быстро движущийся или, например, вращающийся предмет, то могут возникать и искажения дискретизации во временной области. Примером искажений, связанных с недостаточно высокой частотой временной дискретизации (а это частота кадров телевизионного разложения), является картина быстро движущегося автомобиля с неподвижными или, например, медленно вращающимися в ту или иную сторону спицами колеса (стробоскопический эффект) Если частота дискретизации установлена, то искажения дискретизации отсутствуют, когда полоса частот исходного сигнала ограничена сверху и не превышает половины частоты дискретизации

Квантование Представляет собой замену величины отсчета сигнала ближайшим значением из набора фиксированных величин - уровней квантования Другими словами, квантование - это округление величины отсчета Уровни квантования делят весь диапазон возможного изменения значений сигнала на конечное число интервалов - шагов квантования Расположение уровней квантования обусловлено шкалой квантования. Используются как равномерные, так и неравномерные шкалы

Искажения сигнала, возникающие в процессе квантования, называют шумом квантования. При оценке шума вычисляют разность между исходным сигналом и его квантованной копией. Шум квантования убывает с увеличением числа уровней квантования. Квантование на 4 уровня Квантование на 128 уровней

640x x x120 80x60

Операции, связанные с преобразованием аналогового сигнала в цифровую форму, выполняются одним устройством - аналого- цифровым преобразователем (АЦП) Обратная процедура, т.е. восстановление аналогового сигнала из последовательности кодовых слов, производится в цифро-аналоговом преобразователе (ЦАП) Сейчас существуют технические возможности для реализации всех обработок сигналов звука и изображения, включая запись и излучение в эфир, в цифровой форме. Однако в качестве датчиков сигнала (например, микрофон, передающая ТВ трубка или прибор с зарядовой связью) и устройств воспроизведения звука и изображения (например, громкоговоритель, кинескоп) пока используются аналоговые устройства. Поэтому аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи являются неотъемлемой частью цифровых систем