Тема 1. Информация и информатика

Учебные вопросы:

Понятие информации. Формы отражения информации. Взаимосвязь информации и сообщения. Методы получения информации: опытный путь, эвристический метод, целенаправленный поиск. Свойства информации: достоверность, полнота понятность, ценность. Информатика, как наука. Информационные барьеры, возникающие по мере эволюции человечества. Возникновение науки – информатика. Взаимосвязь с другими науками. Составные части информатики.

 

Рекомендуемая литература:

1. Информатика: базовый курс: Учебник для студентов вузов, бакалавров, магистров, обучающихся по направлениям 552800, 65460 «Информатика и вычислительная техника»/ О.А. Акулов, Н.В. Медведев, –М.:Омега-Л,2004. –552с.

2. Стариченко Б.Е. Теоретические основы информатики: Учебное пособие для вузов. –2-е изд. перераб. и доп. –М.: Горячая линия –Телеком, 2003. –312с.

3. Информатика и компьютерные технологии: Основные термины: Толков. слов.: Более 1000 базовых понятий и терминов. –3-е изд., испр. и доп. / А. Я. Фридланд, Л. С. Ханамирова, И. А. Фридланд.– М.: ООО «Издательство Астрель»: ООО «Издательство АСТ», 2003. –272с.

Понятие информации

Информация (от лат. Informatio – разъяснение, изложение) – одно из основных понятий науки. Наряду с такими понятиями, как вещество, энергия, пространство и время, оно составляет основу современной научной картины мира.

Существует множество понятий информации:

в быту под информацией понимают сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, воспринимаемые человеком или специальными устройствами;

в технике под информацией понимают сообщения, передаваемые в форме знаков или сигналов;

в теории информации под информацией понимают сведения, которые снимают полностью или уменьшают существующую неопределенность;

в кибернетике под информацией понимают ту часть знаний, которая используется для ориентирования, активного действия, управления, совершенствования, развития системы;

в семантической теории под информацией понимают сведения, обладающие новизной.

Информация является одной из исходных категорий мироздания наряду с материей и энергией. Связи между информацией, материей и энергией можно наблюдать как в природных явлениях (фазовый переход из кристаллического состояния твердого тела в жидкое, передача наследственных признаков), так и в процессах, порожденных человеком (производство, образование, управление). С позиций материалистической теории познания одним из всеобщих свойств материи является отражение, заключающееся в способности адекватно отображать одним реальным объектом другие реальные объекты, т.е. этот объект содержит информацию о других объектах.

Формы отражения информации:

сознание – высшая форма, присущая только человеку;

психика – несет в себе информацию, способную влиять на эмоциональные состояния и поведение, присущая животным;

раздражимость – реакция на контакты с окружающей средой, присущая как животному, так и растительному миру;

запечатление взаимодействия – элементарная форма, присущая всей материи вообще.

В отличие от материи и энергии, подчиненных закону сохранения информация может возникать и исчезать. (Приведите примеры).

Информация не может существовать без наличия источника и приемника информации. Она передается от источника к преемнику в материально-энергетической форме в виде сигналов, распространяющихся в определенной среде. Человек воспринимает сигналы посредством органов чувств, которые идентифицируются мозгом.

Информация – это понимание (представление, интерпретация) возникающее в аппарате мышления человека, после получения им данных, взаимоувязанное с предшествующими знаниями и понятиями.

Люди передают информацию с помощью сообщений. Соответствие между сообщением и информацией не является взаимно однозначным. Для одной и той же информации могут существовать различные передающие ее сообщения, которые получаются добавлением неважного сообщения, не несущего никакой дополнительной информации. Сообщения, передающие одну и ту же информацию, образуют класс эквивалентных сообщений. Обратно, одно и то же сообщение может передавать различную информацию, в зависимости от интерпретации сообщения («настройки приемника»).

Иногда правило интерпретации известно лишь ограниченному кругу лиц; сюда относятся правила интерпретации для специальных языков, в частности для различных профессиональных и научных языков (жаргонов) или в криптографии: здесь некто может извлечь информацию из передаваемого сообщения, только в том случае, если он располагает "ключом".

Информация является абстрактной категорией и связана с процессом познания человеком окружающего мира. Однако ряд ее особенностей приближает информацию к материальному миру: информацию можно получить, записать, передать, продать, купить, украсть, уничтожить, в конце концов, она может устареть.

Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символических обозначений, несущую смысловую нагрузку и представленную в понятном компьютеру виде.

Методы получения информации

Информация о любом материальном объекте может быть получена путем наблюдения за этим объектом, вычислительного эксперимента над ним или путем логического вывода.

Важнейшим и наиболее старым методом получения информации является опыт, ежедневно накапливаемый человеком в виде информации. Опытный путь представляет собой процесс накопления опыта и сопровождается выводом определенных умозаключений. В результате, информацию можно разделить на доопытную или априорную, и послеопытную, или апостериорную, полученную в результате проведенного эксперимента.

Существует еще метод проб и ошибок – эвристический. При эвристическом подходе проводятся многократные эксперименты, после которых отбираются наиболее удачные варианты. Данный метод является длительным и трудоемким.

Научный подход характеризуется тем, что производится целенаправленный поиск. При проведении исследования на научной платформе изучают, анализируют все известные достижения в конкретной области, проводят опыты. Этому поиску способствует развитие современной компьютерной техники, которая позволяет обрабатывать большие объемы информации и получать новые результаты.

Свойства информации

Для осмысления и оценки получаемой информации человек проверяет ее на наличие следующих свойств.

1. Достоверность – истинное, объективное отражение действительности. Каждый человек воспринимает окружающую действительность субъективно. Поэтому передаваемая или получаемая человеком информация не может быть абсолютно объективна, но может быть приближена к объективной. Недостоверная информация повлечет за собой неправильное понимание и принятие неверных решений.

2. Полнота – информация содержит все интересующие человека данные, достаточные для понимания и принятия решений.

3. Понятность – информация должна быть выражена в таком виде, который был бы понятен получателю данной информации.

4. Ценность – получая информацию, человек проверяет, насколько она необходима ему для решения данной проблемы.

После проверки приведенных свойств информации, человек оценивает качество информации и принимает соответствующее решение.

Информатика, как наука

Задачи накопления, обработки и передачи информации стояли перед человечеством на всех этапах его развития. Каждому этапу соответствовал определенный уровень развития средств информационного труда, прогресс которых придавал человеческому обществу новое качество. Прогресс возможен в условиях появления и последующего решения различных насущных проблем. И по ходу истории человечества возникало и преодолевалось несколько информационных барьеров.

I информационный барьер. Хранение и обработка информации осуществлялась мозгом человека, передача была связана с физическим перемещение человека. Человечеству требовалось сохранять во времени опыт и знания, накопленные предыдущими поколениями. Барьер был преодолен приблизительно в V тыс. до н.э. благодаря появлению письменности.

II информационный барьер сформировался к XV веку и связан с развитием производства, возникла потребность в образовании большого количества людей способных управлять производством. Изобретение книгопечатания позволило преодолеть данное противоречие и радикально изменило индустриальное общество, культуру, организацию деятельности.

III информационный барьер возник во второй половине XX века. Появилась необходимость в автоматической обработке накопленной человечеством информации. Решением этой проблемы стало появление компьютерной техники, а в качестве научной основы выступила наука информатика.

Первоначально информатика, являясь базой библиотечного дела, занималась изучением структуры и общих свойств научной информации, передаваемой посредством научной литературы. Термин "информатика" происходит от французского Informatique. В англоязычной литературе можно встретить другой термин, обозначающий ту же отрасль человеческой деятельности, - – Computer Science.

Информатика  – комплексная научно-техническая дисциплина, занимающаяся изучением структуры и общих свойств информации, информационных процессов, разработкой на этой основе информационной техники и технологии, а также решением научных проблем создания, внедрения и эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах общественной практики.

Как комплексная научная дисциплина информатика связана со следующими науками:

- Философия и психология (учение об информации и теории познания);

- Математика (теория математического моделирования, дискретная математика, математическая логика, теория алгоритмов);

- Лингвистика (учение о формальных языках и знаковых системах);

- Кибернетика (теория информации, теория управления);

- Физика, Химия, Электроника, Радиотехника (разработка и создание аппаратных средств информатизации).

Ядро современной информатики образуют три составные части:

- теоретическая информатика (изучение структуры и общих свойств информации, информационных процессов, разработка общих принципов построения информационной техники и технологии);

- средства информатизации (изучение общих принципов построения и развития вычислительных устройств, систем обработки и передачи данных, а также разработка систем программного обеспечения);

- информационные системы и технологии (анализ потоков информации, оптимизация, структурирование, реализация информационных процессов и др.).

Контрольные вопросы

1.Приведите известные Вам понятия информации и примеры, что будет являться информацией с точки зрения этого понятия.

2.На какие виды можно распределить информацию по форме представления ее в компьютерной технике?

3.Что является элементарной формой представления информации?

4.Что является высшей формой представления информации?

5.Приведите примеры того, как может возникать и исчезать информация.

6.Приведите примеры процессов, используемых для передачи информации, и связанных с ними сигналов.

7.Приведите примеры неоднозначного и однозначного соответствия между сообщением и содержащейся в нем информацией.

8.В чем состоит различие понятий «приемник сообщения» и «приемник информации»?