Информатика как наука

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Носители информации вещество и поле.

В общем же, а не только в утилитарном смысле, носителями информации могут являться любые  объекты и системы материального  мира.

Материя проявляет себя нам  либо в виде вещества, которое характеризуется  массой, либо в виде поля, которое  характеризуется энергией. Масса  и энергия, согласно теории относительности  Альберта Эйнштейна, связаны между  собой отношением E=mc².

Самый “популярный” носитель информации электромагнитные волны, непосредственно воспринимаемые человеческими органами чувств как свет и тепло.

 

Конечными источниками информации для наших  органов зрения являются исключительно  электромагнитные волны.

Вещество  способно стабильно хранить информацию,  а поля способны быстро и далеко ее переносить. Предельная скорость распространения поля в вакууме равна скорости света (с≈ 3×10¹⁰ см/сек). Процесс распространения полей есть волновой (колебательный) процесс.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Процесс сообщения.

В информационном процессе один и тот же объект (или система) может последовательно выступать  в роли приёмника, носителя и источника  информации для последующих приемников.

Для того чтобы приёмник информации мог воспринять ее от источника, они должны встретиться в одной  точке физического пространства, и провести вместе некоторое время.

Сообщение – многозначное слово.

Сообщение (в пространстве) – совместная, общая  часть. Непосредственный контакт (место  совмещения, соединения) источника  и приёмника информации. Именно при  непосредственном контакте происходит изменение значений, свойств элементов приёмника информации под воздействием источника. Если сообщение в пространстве не установлено, восприятие информации не возможно.

Воспроизведение информации с целью ее передачи, будет результативно только тогда, когда есть непосредственное сообщение  с объектом, способным выступить  в роли приемника информации и  дальнейшего ее носителя. Это означает, что если нет среды, способной  колебаться под воздействием наших  голосовых связок, бесполезно воспроизводить эти колебания; если нет никакого освещения, бесполезно подмигивать  собеседнику; если собеседник закрыл глаза, то бесполезно подмигивать и при освещении.

Система сообщений (коммуникация, система связи) - последовательная цепь сообщений, обеспечивающая опосредованную передачу информации. При этом установление отдельных  сообщений в системе может  быть разнесено, как в пространстве, так во времени.

Отсутствие  в памяти приёмника реакции на какой-то объект материального мира, не означает того, что этого объекта  не существует в материальном мире, а только то, что, либо память приемника  не чувствительна к проявлениям  этого объекта, либо они не сообщаются в пространстве.

Когда мы изменяем настройку частот радиоприемника, мы перенастраиваем систему сообщений  на другой источник. Источником в данном случае является радиоволна. Когда  мы слышим шум – это и есть наше восприятие радиоволны, сообщение  с которой наших органов слуха  в данный момент установлено посредством  радиоприемника. Когда мы слышим музыку, мы воспринимаем информационный образ, переданный этой волне предыдущим источником.

В информатике под словом “сообщение”  чаще всего понимают получаемое или  предназначенное для передачи информационное послание: устное сообщение, письмо, записку, message.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Сообщение во времени. Сигнал.

 

Соединение источника  и приемника информации в пространстве имеет некоторую продолжительность  во времени. Т.е. существует момент начала сообщения и момент окончания  сообщения. Это время, за которое  происходит процесс восприятия информации в память ее приемника. Форму процесса сообщения нам удобно описывать  в виде сигнала.

Сигнал – представление  процесса сообщения в виде изменяющихся во времени значений, свойств элементов памяти приёмника информации.

Воспринятый сигнал есть отражение  реакции приемника на поведение источника в процессе их сообщения.

Одно из самых распространенных определений сигнала – процесс, несущий информацию.

При дискретизации изменяющаяся во времени величина (сигнал), замеряется.

 

8. Непрерывное и дискретное.

В зависимости от того, меняются свойства приёмника информации под  воздействием источника непрерывно (плавно) или дискретно (скачкообразно), воспринимаемый им сигнал имеет непрерывную  или дискретную форму. Непрерывный  сигнал может принимать бесконечное  множество значений, а количество значений дискретного сигнала ограниченно.

Абсолютное большинство  процессов в природе протекают  с нашей точки зрения непрерывно (изменение напряжения, температуры, давления, скорости). Все модели реальных процессов в наших рассуждениях о них – дискретны. Мы наносим цифровую шкалу на столбик термометра, цифры на циферблат часов и т.д. Поэтому дискретные сигналы называют также цифровыми сигналами. Дискретны и все сигнальные (символьные) системы, созданные человечеством для обмена информацией, т.е. любая из них использует конечное число возможных значений. Чтобы получить из непрерывного сигнала его дискретное представление необходимо измерять значение сигнала через равные промежутки времени, и соотносить полученный результат измерения с одним из возможных значений, составляющих дискретное множество.

9. Знания.

 

Использование информации для  ориентации в пространстве, времени  и ситуации началось с того момента  эволюции материи, когда появилась  живая клетка, когда появилась  возможность избирательной ответной реакции на внешнее воздействие.

Для обеспечения своей  жизнедеятельности и целостности  в условиях непрерывно изменяющейся внешней среды живым организмам необходимо было решить задачу адекватного  отражения текущего состояния окружающего  мира и задачу хранения предыдущего  опыта воздействий среды и  собственных ответных реакций на эти воздействия с целью выбора адекватной ситуации ответной реакции.

Эволюция живых организмов, основанная на целенаправленном использовании  информации, привела к выделению  памяти в обособленную внутреннюю систему, опосредованно воспринимающую информацию с помощью  специальных приемников – органов чувств, по специальным направленным каналам связи, образующим нервную систему.

На основании анализа  взаимосвязей между воспринимаемыми  и уже хранящимися в памяти сигналами в процессе мышления, стало  возможно ориентироваться в текущей  ситуации и принимать обоснованное, а не случайное, решение относительно выбора соответствующей реакции, прогнозировать дальнейшее развитие ситуации, разделять  причину и следствие, выделять  первоисточник образа в образе его текущего носителя.

Именно к использованию  накопленной информации для задач  ориентации в различных ситуациях  относятся термины: знания, вероятность, неопределенность, цель.

С появлением человека и  коммуникации в человеческом обществе с целью сохранения и передачи накопленных знаний и информации появились языковые знаковые системы, специализированные носители  информации (внешняя память), каналы связи, вычислительная техника, обобщенные базы данных и базы знаний.

Знания – осознанные сигналы, сохраненные в памяти. Т.е. сигналы, получившие значения (смыслы), вызывающие определенную реакцию.

Уровень конкретных знаний (уровень рефлексов) есть отражение  сигнала в поведении (реакции), уровень  абстрактных знаний есть отражение  сигнала в обобщенном понятии, синтезированном  на основе общих черт.

Знания позволяют принимать  решения, конкретные знания – проверены  практикой, знания абстрактного уровня удостоверены логикой. Появление теоретических, а не только практических знаний сделало  эволюционное развитие куда менее драматичным.  Для абстрактных знаний характерны структурированность и связанность, они отражены в сознании человека в виде представлений, понятий, суждений и теорий.

В качестве синонима системы знаний в  информатике используется слово  “тезаурус”. Тезаурус (греч. сокровищница) - это совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система.

Тезаурус  можно рассматривать в виде совокупности элементов, которые содержат смысл и смысловых отношений между ними. Графически он может отображаться в виде семантической сети. Получение новых знаний вносит изменения в структуру тезауруса.

 

 

 

10.  Целенаправленная передача информации.

Процесс целенаправленной передачи информации в ходе коммуникации - есть воспроизведение  и передача осознанных сигналов, при  помощи специально выделенных органов  или вспомогательных технических  устройств - передатчиков.

Каждый  раз, выводя от руки букву “А”, мы воспроизводим  один и тот же непрерывный сигнал. Хранение в памяти принятых сигналов в их исходной форме позволило воспроизводить эти сигналы и использовать для целенаправленной передачи образов между особями, обладающими сходным устройством органов чувств и сходным жизненным опытом, - только при соблюдении этих условий одни и те же сигналы в системе знаний различных особей воспринимаются приблизительно одинаково и формируют похожие (но не идентичные) образы и реакции. Именно поэтому возможен процесс общения, состоящий в воспроизведении образа одной стороной и восприятии образа другой стороной. Но передать образ непосредственно из одной системы знаний в другую невозможно, можно лишь воспроизвести для передачи сигнал, который  ассоциирован с этим образом в нашей системе знаний.

Насколько адекватно этот сигнал будет отражен  носителем-посредником, на который  мы рассчитываем, например, воздушной  средой, зависит от чувствительности носителя к нашему передатчику (например, голосовым связкам). Насколько адекватно  образ носителя будет воспринят  адресатом, к которому мы обращаемся, зависит, от чувствительности адресата к носителю.

Насколько адекватно нашим представлениям переданные образы совпадут с  представлениями адресата, полученным в результате их осознания, зависит от того, с каким значением в его знаниях ассоциирован  воспринятый сигнал.

Возможно, что сигнал не ассоциирован ни с  одним значением в знаниях  адресата, т.е. для него этот сигнал не имеет смысла (например, это слово  на незнакомом ему языке, или слово  ранее ему не встречавшееся и  не включенное в его тезаурус), либо ассоциирован совершенно с другим значением, чем в наших знаниях, и тогда  он буден понят иначе и вызовет  неадекватную ожидаемой нами реакцию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.  Данные.

 

Данными называют информацию, когда делают акцент на том, что она  поступает в качестве входных  параметров некоторого алгоритма обработки. Данные – от слова “дано”, так  же как в записи условия задачи мы записываем “дано” и “найти”.

Этот термин часто употребляется, когда речь идет о компьютерных системах. Одни и те же данные, записанные в  компьютерной памяти, могут быть отображены в зависимости от выбранной программы  обработки или как графическая  информация, или как символьная, или как звуковая, или как числовая.

Данные – это любые  зарегистрированные сигналы. Слово  “информация” чаще используется в  более узком смысле, чем просто все, что отражается в материальном объекте в результате воздействия  на него другого материального объекта. Предполагается, что получение информации дает получившему ее возможность принимать решения, действовать, осуществлять выбор или пополнить (и/или реструктурировать) свою систему знаний. Если полученные данные не приводят ни к чему из перечисленного, то с субъективной точки зрения считается, что для получателя они информации не несут, хотя и занимают определенный объем его памяти.

Говоря об информации и ее свойствах, обычно имеют в виду один из трех аспектов:

Технический - точность, надежность, скорость передачи сигналов, объем, занимаемый в памяти зарегистрированными сигналами, способы регистрации сигналов. В  этом аспекте информация = данные, и  никак не учитывается ее полезность для получателя или ее смысловое  содержание. Это информация в самом широком общем для всей материи смысле, информация в аспекте восприятия, хранения, передачи.

Прагматический - насколько эффективно информация влияет на поведение получателя. В этом аспекте говорят о полезности и ценности информации. В определенных случаях ценность информации становится отрицательной, а сама информация становится дезинформацией. Это информация в аспекте управления поведением.

Семантический - передача смысла с помощью кодов. Семантической называется информация, активизирующая образы, уже имеющиеся в тезаурусе получателя (узнаваемая) или вносящая изменения в его тезаурус (систему знаний). Это информация в аспекте знаний.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

В данном реферате мы изучили  применение информатики в жизни, изменения и измерения информатики. Информационные технологии занимают все  большее место в нашей жизни. Они проникают во все слои жизни  человеческого общества, и значительно  облегчают его существование. Например, уже мало кто представляет себе жизнь  без глобальной сети Интернет.