Информационная картина мира

         РЕФЕРАТ  
                             Тема : «Информационная картина мира»

                                                                                        Выполнила: Кибатоллаева Анель                                                                                                                                                                          

                                                 Атырау 2013г.

Различные уровни представления об информации. 
Понятие «Информация» является одним из фундаментальных в современной науке и базовым для изучаемой нами информатики. Информацию наряду с веществом и энергией рассматривают в качестве важнейшей сущности мира, в котором мы живем. Однако, если задаться целью формально определить понятие «информация», то сделать это будет чрезвычайно сложно. Аналогичными неопределяемыми понятиями, например, в математике являются «точка» и «прямая». Так можно сделать некоторые утверждения, связанные с этими математическими понятиями, но сами они не могут быть определены с помощью более элементарных понятий. 

В простейшем бытовом помещении  с термином «информация» обычно ассоциируются  некоторые сведения, данные, знания. Информация передается в виде сообщений, определяющих форму и представление  передаваемой информации. Примерами  сообщений являются музыкальные  произведения; телепередачи; команды  регулировщика на перекрёстке; текст, распечатанный на принтере; данные, полученные в результате работы сопоставленной вами программы и т.д. При этом предполагается, что имеются «источник  информации» и «получатель информации». 

Сообщение от источника к получателю передается посредством какой-нибудь среды, являющейся в таком случае «каналом связи». Так при передаче речевого сообщения в качестве такого канала связи можно рассматривать  воздух, в котором распространяются звуковые волны, а в случае передачи письменного сообщения (например, текста, распечатанного на принтере) каналом  сообщения можно считать лист бумаги, на котором напечатан текст. 
Человеку свойственно субъективное восприятие информации через некоторый набор её свойств: важность, достоверность, своевременность, доступность и т. д. В этом смысле одно и тоже сообщение, передаваемое от источника к получателю, может предавать информацию в разной степени. Так, например, вы хотите сообщить о неисправности компьютера. Для инженера из группы технического обслуживания вахтера. Но, в свою очередь, для инженера сообщение «не включается дисплей» содержит информации больше, чем первое, поскольку в большей степени снимает неопределенность, связанную с причиной неисправности компьютера. Как видно, одно и тоже сообщение для различных пользователей несет различную информацию. 

Непрерывная и дискретная информация. 
Чтобы сообщение было передано от источника к получателю, необходима некоторая материальная субстанция – носитель информации. Сообщение, передаваемое с помощью носителя, назовем сигналом. В общем случае сигнал – это изменяющийся во времени физический процесс. Такой процесс может содержать различные характеристики (например, при передаче электрических сигналов могут изменяться напряжение и сила тока). Так из характеристик, которая используется для представления сообщений, называется параметром сигнала.  
В случае, когда параметр сигнала принимает последовательное во времени конечное число значений (при этом все они могут быть пронумерованы), сигнал называется дискретным, а сообщение, передаваемое с помощью таких сигналов – дискретным сообщением. Информация, передаваемая источником, в этом случае также называется дискретной. Если же источник вырабатывает непрерывное сообщение (соответственно параметр сигнала – непрерывная функция от времени), соответствующая информация называется непрерывной. Пример дискретного сообщения – процесс чтения книги, информация в которой представлена текстом, т. е. дискретной последовательностью отдельных значков (букв). Примером непрерывного сообщения служит человеческая речь, передаваемая звуковой волной; параметром сигнала в этом случае служит давление, создаваемое этой волной в точке нахождения приемника – человеческого уха. 
Непрерывное сообщение можно преобразовать в дискретное (такая процедура называется дискретизацией). Для этого из бесконечного множества значений этой функцией (параметр сигнала) выбирается их определенное число, которое приближенно может характеризовать остальные значения.  
Единицы количества информации: вероятностный и объемный подходы. 
Определить понятие «количество информации» довольно сложно. В решении этой проблемы существуют 2 основных подхода. Исторически они возникли почти одновременно. В конце 40-ых гг. ХХ века один из основоположников кибернетики американский математик Клод Шеннон развил вероятностный подход к измерению количества информации, а работы по созданию ЭВМ привели к «объемному» подходу. 
В двоичной системе счисления знаки 0 и 1 будем называть битами (от английского выражения Binary digits – двоичные цифры). Отметим, что создатели компьютеров отдают предпочтение именно двоичной системе счисления потому, что в техническом устройстве наиболее просто реализовать два противоположных физических состояния: некоторый физический элемент, имеющий 2 различных состояния: намагниченность в двух противоположных направлениях; прибор, пропускающий или нет электрический ток; конденсатор, заряженный или незаряженный и т. п. В компьютере бит является наименьшей возможной единицей информации. Объем информации, записанной двоичными знаками в памяти компьютера или на внешнем носителе информации подсчитывается просто по количеству требуемых для такой записи двоичных символов.  Для удобства использования введены более крупные, чем бит, единицы количества информации. Так, двоичное слово из восьми знаков содержит один байт информации, 1024 бита образуют килобайт (Кбайт), 1024 килобайта – мегабайт (Мбайт), а 1024 мегабайта – гигабайт (Гбайт). 
Между вероятностным и объемным количеством информации соотношение не однозначное. Далеко не всякий текст, записанный двоичными символами, допускает измерение объема информации в кибернетическом смысле, но заведомо допускают его в объемном. Далее, если некоторое сообщение допускает измеримость количества информации в обоих смыслах, то они не обязательно совпадают, при этом кибернетическое количество информации не может быть больше объемного.  

Информация и физический мир. 
Информацию следует считать особым видом ресурса, при этом имеется в виду толкование «ресурса» как запаса неких знаний материальных предметов или энергетических, структурных или каких – либо других характеристик предмета. В отличие от ресурсов, связанных с материальными предметами, информационные ресурсы являются неистощимыми и предполагают существенные методы воспроизведения и обновления, чем материальные ресурсы. 

Рассмотрим некоторый набор  свойств информации:  
- запоминаемость; 
- передаваемость; 
- преобразуемость; 
- воспроизводимость; 
- стираемость. 

Свойства запоминаемости – одно из самых важных. Запоминаемую информацию будем называть макроскопической (имея в виду пространственные масштабы запоминающей ячейки и время запоминания). 
Передаваемость информации с помощью каналов связи (в том числе с помехами) хорошо исследовано в рамках теории информации К. Шеннона. В данном случае имеется в виду несколько иной аспект – способность информации к копированию, т.е. к тому, что она может быть «запомнена» другой макроскопической системой и при этом остается тождественной самой себе. Очевидно, что количество информации не должно возрастать при копировании. 
Воспроизводимость информации тесно связана с ее передаваемостью и не является ее независимым базовым свойством. Если передаваемость означает, что не следует считать существенными пространственные отношения между частями системы, между которыми передается информация, то воспроизводимость характеризует неиссякаемость и неистощимость, т.е., что при копировании информация остается тождественной самой себе. 
Свойство информации – преобразуемость. Оно означает, что информация может менять способ и форму своего существования. Копируемость есть разновидность преобразования информации, при котором его количество не меняется. В общем случае количество информации в процессах преобразования меняется, но возрастать не может.  
Свойство стираемости информации также не является независимым. Оно связано с таким преобразованием информации (передачей), при котором ее количество уменьшается и становится равным нулю. Подводя итог отметим, что предпринимаются усилия ученых, представляющих самые разные области знаний, построить единую теорию, которая призвана формализовать понятие информации и информационного процесса, описать превращение информации в процессах самой разной природы. Движение информации есть сущность процессов управления, ее способности к самодвижению. С момента возникновения кибернетики управление рассматривается применительно ко всем формам движения материи, а не только к высшим (биологической и социальной). Явное проявление движения в неживых – искусственных (технических) и естественных (природных) – системах также обладают общими признаками управления, хотя их исследуют в химии, физике, механике в энергетической, а не в информационной системе представлений. Информационные аспекты в таких системах составляют предмет новой междисциплинарной науки – синергетики.  
 
Подходы к измерению информации. 
Информация – это содержимое нашей памяти, ибо человеческая память и есть средство хранения знаний. Разумно назвать такую информацию внутренней, оперативной информацией, которой обладает человек. Однако люди хранят информацию не только в собственной памяти, но и в записях на бумаге, на магнитных носителях и пр. такую информацию можно назвать внешней (по отношению к человеку). Чтобы человек мог ей воспользоваться (например, приготовить блюдо по кулинарному рецепту), он должен сначала прочитать рецепт, т. е. обратить во внутреннюю форму, а затем уже производить какие-то действия. «Информация для человека – это знания» и запахи, и вкусы, и тактильные (осязательные) ощущения тоже несут информацию человеку. Обоснование этому очень простое: раз мы помним знакомые запахи и вкусы, узнаем на ощупь знакомые предметы, значит эти ощущения хранятся в нашей памяти, а стало быть, являются информацией. Отсюда вывод: с помощью всех своих органов чувств человек получает информацию из внешнего мира. 

Содержательный  подход к измерению информации: 
Сообщение – это информационный поток, который в процессе передачи информации поступает к принимающему его субъекту. Сообщение – это и речь, которую мы слушаем (радиосообщение, речь учителя) и воспринимаемые нами зрительные образы (фильм по телевизору, сигнал светофора), и текст книги, которую мы читаем и т.д.  
Для определения количества информации нужно ввести единицу измерения информации. В рамках содержательного подхода такая единица должна быть мерой пополнения знаний субъекта, иначе можно еще сказать так: мерой уменьшения степени его незнания. Измерение количества информации, заключенной в сообщении об одном из N равновероятных событий. формуле: 2i=N. Здесь N – число вариантов равновероятных событий, а i количество информации в сообщении о том, что произошло одно из N событий. 

Кибернетический (алфавитный) подход к измерению  информации. 
Алфавитный подход – единственный способ измерения информации, который может применяться по отношению к информации, циркулирующей в информационной технике, в компьютерах. 
Алфавит – это конечное количество символов, используемых для представления информации. Число символов в алфавите называется мощностью алфавита. В основном содержании базового курса алфавитный подход рассматривается лишь с помощью равновероятного приближения. Это значит, что допускается предложение о том, что вероятности появления всех символов алфавита в любой позиции в тексте одинаковы. Разумеется, это не соответствует реальности и является упрощающем предположением.  
Минимальная мощность алфавита, пригодного для передачи информации = 2. Такой алфавит называется двоичным алфавитом. Информационный вес символа в двоичном алфавите легко определить. Один символ двоичного алфавита несет один бит информации. 
Бит – основная единица измерения информации. Кроме нее используются и другие единицы. Следующая по величине единица – байт. Байт вводится как информационный вес символа из алфавита мощностью 256. Поскольку 256 = 28, то 1 байт = 8 бит. 

Информационные процессы 
Понятие «информационные процессы», так же как и понятие «информация», является базовым в курсе информатики. Под информационными процессами понимаются любые действия, выполняемые с информацией. 
 
С хранением информации связаны следующие понятия:  
1.носитель информации (память) 
2. внутренняя память 
3. внешняя память 
4. хранилище информации. 

Носитель информации – это физическая среда, непосредственно хранящая информацию. Основным носителем информации для человека является его собственная биологическая память (мозг человека). Собственную память человека можно назвать оперативной памятью. Здесь слово «оперативный» является синонимом слова «быстрый».Заученные знания воспроизводятся человеком мгновенно. Собственную память мы можем назвать внутренней памятью, поскольку её носитель – мозг – находится внутри нас. Все прочие виды носителей можно назвать внешними (по отношению к человеку). 
Хранилище информации – это определенным образом организованная информация на внешних носителях, предназначенная для длительного хранения и постоянного использования. Примерами хранилищ являются архивы документов, библиотеки. 
 
 
Процесс обработки информации 
Обычно обработка информации – это целенаправленный процесс. Для успешного выполнения обработки информации исполнителю должен быть известен способ обработки, т.е. последовательность действий, которую нужно выполнить, чтобы достичь нужного результата. Описание такой последовательности действий в информатике принято называть алгоритмом обработки. 
Первый тип обработки:Обработка, связанная с получением новой информации, нового содержания знаний. К этому типу обработки относится решение математических задач. Например, даны две стороны треугольника и угол между ними, требуется определить все остальные параметры треугольника: третью сторону, углы, площадь, периметр. Способ обработки, т.е. алгоритм решения задачи, определяется математическими формулами, которые должен знать исполнитель. 
Второй тип обработки:Обработка, связанная с изменением формы, но не изменяющая содержания. К этому типу обработки информации относится, например, перевод текста с одного языка на другой. Изменяется форма, но должно сохранится содержание. Важным видом обработки для информатики является кодирование. Кодирование – это преобразование информации в символьную форму, удобную для ее хранения, передачи, обработки. Кодирование активно используется в технических средствах с информацией (телеграф, радио, компьютеры). 

Другой вид обработки информации – структурирование данных. Структурирование связано с внесением определенного порядка, определенной организации в хранилище информации. расположение данных в алфавитном порядке, группировка по некоторым признакам классификации, использование табличного или графового представления – все это примеры структурирования. Еще один очень важный вид обработки информации – поиск. Задача поиска обычно формулируется так: имеется некоторое хранилище, информации – информационный массив (телефонный справочник, словарь, расписание поездов и пр.), требуется найти в нем нужную информацию, удовлетворяющую определенным условиям поиска (телефон данной организации, перевод данного слова на другой язык, время отправления данного поезда). Алгоритм поиска зависит от способа организации информации.

Процесс передачи информации. 
Ключевыми понятиями процесса передачи информации являются источник информации, приемник информации, информационный канал. В таком процессе информация представляется и передается в форме некоторой последовательности сигналов, символов, знаков. Например, при непосредственном разговоре между людьми происходит передача сигналов – речи, при чтении человек воспринимает буквы – графические символы. Передаваемая последовательность называется сообщением. От источника к приемнику сообщение передается через некоторую материальную среду (звук – акустические волны в атмосфере, изображение – световые электромагнитные волны). Если в процессе передачи используются технические средства связи, то их называют каналы передачи информации (информационными каналами). К ним относится телефон, радио, телевидение. 
Можно говорить о том, что органы чувств человека выполняют роль биологических информационных каналов. С их помощью информационное воздействие на человека доносится по памяти. В настоящее время широко используется цифровая связь, когда передаваемая информация кодируется в двоичную форму, а затем декодируется в текст, изображение, звук. Цифровая связь, очевидно, тоже является дискретной. 
Термином «шум» называют разного рода помехи, искажающие передаваемый сигнал и приводящий к потере информации. Такие помехи, прежде всего, возникают по техническим причинам: плохое качество линий связи, незащищенность друг от друга различных потоков информации, передаваемой по одним и тем же каналам. Часто, беседуя по телефону, мы слышим шум, треск, мешающие понять собеседника, или на наш разговор накладывается разговор совсем других людей. В таких случаях необходима защита от шума. 
В первую очередь применяются технические способы защиты каналов связи от воздействия шумов. Такие способы бывают самые разные, иногда простые, иногда – очень сложные. Например, использование экранированного кабеля вместо «голого» провода; применение разного рода фильтров, отделяющих полезный сигнал от шума и пр.