Метание гранаты с разбега техника выполнения. Метание гранаты. Места для проведения соревнований

Изучив эту тему, вы узнаете:

Как следует понимать информационный процесс;
- что представляют собой информационные процессы в обществе, в живой природе, в технике;
- что такое информационная технология;
- какова роль персонального компьютера в информационной технологии.

4.1. Понятие о процессе

В повседневной жизни человек все время сталкивается с различными процессами: смена времен года, раскрытие бутона цветка, пошив костюма. Одни процессы протекают в живой природе, другие - в человеческом обществе. Иногда человек играет решающую роль в ходе протекания процесса, например при пилотировании самолета или написании сочинения. Некоторые процессы протекают независимо от влияния человека , как, например, распускание листьев на дереве, приливы и отливы.

На каждом производстве используются свои особые технологические процессы . Например, для выпечки разных сортов хлеба применяются различные технологические процессы, отличающиеся составом продуктов, температурным режимом и временными показателями. Для производства телевизоров используется высокоточное оборудование и специальная технология изготовления. Это примеры производства материальных продуктов (предметов).

Особую роль в ходе протекания некоторых процессов играет информация . С помощью органов чувств люди воспринимают информацию, осмысливают ее и на основе своего опыта, имеющихся знаний, интуиции принимают определенные решения. Эти решения воплощаются в реальные действия, которые оказывают влияние на окружающий мир. Процессы, связанные со сбором, хранением, поиском, обработкой, кодированием и передачей информации, называют информационными процессами. Информационные процессы протекают не только в человеческом обществе, но и в животном и растительном мире.

4.2. Информационные процессы в обществе

С информационными процессами вы сталкиваетесь с детства. Собирая что-то из кубиков, ребенок дает своему произведению название: «Это домик!» И не важно, что он составлен из разноцветных пластмассовых кубиков и совсем не похож на настоящий дом. В детском саду вы играли в разные ролевые игры: «Казаки-разбойники», «Дочки-матери », « Школа », « Больница ». У каждого персонажа была своя роль. Главный объект игры - информация.

Для того чтобы получать и передавать знания, узнавать об опасности, выражать свое отношение к происходящему, людям необходимо вступать в контакты (общаться друг с другом). Это называется коммуникацией и является основой информационных процессов в человеческом обществе . Это слово происходит от латинского communicatio (сообщение, передача) и обозначает процесс обмена мыслями, сведениями, идеями, то есть информацией. Коммуникацией часто называют не только процесс, но и путь и средства передачи некоего объекта с одного места на другое.

Люди общаются при помощи речи, жестов, книг, телепередач, кинофильмов, театральных представлений, компьютеров и пр. Люди являются самыми важными объектами в системе коммуникаций. Без их участия этот процесс не может состояться.

Общение - процесс двусторонний. Человек не только получает информацию, но и сам может выражать свои идеи и передавать информацию, вступая в контакт с другими людьми, имеющими доступ к глобальному информационному пространству. Без обмена информацией невозможно развитие человеческого общества.

Внешние условия (среда) накладывают отпечаток на информационные процессы, а следовательно, и на коммуникационные процессы. Например, поведение человека в воде совершенно другое, нежели на суше. Изменение коммуникационной среды требует от людей, желающих общаться между собой, знания языка, правил общения, умения читать, писать.

Коммуникационная среда - это совокупность условий обмена информацией.

С появлением электричества прочное место в передаче информации занимают телефон, телеграф. Возникновение этих способов коммуникации позволило значительно увеличить скорость передачи информации. Позже появились средства радиосвязи, обеспечивающие коммуникации без проводов. Это сделало возможной связь в любых условиях. Например, во время крушений в океанах и морях судно, терпящее бедствие, может передавать специальные радиосигналы. Все эти способы обмена информацией дали возможность быстро получать информацию, реагировать на нее, оперативно принимать решения, своевременно влиять на ход событий.

После изобретения радио, телевидения, аудио- и видеосредств появилась возможность тиражирования и распространения информации в больших количествах, она стала доступна широким массам людей. Поэтому коммуникационные системы, обеспечивающие распространение информации с помощью радио, телевидения, кино, звукозаписи, видеозаписи и печатных изданий, называют средствами массовой информации (СМИ) . С развитием этих средств люди получили постоянные источники информации.

С появлением компьютеров развитие информационных процессов приобретает небывалый размах. Новая среда предоставляет условия обмена информацией и хранение ее в виде, удобном для корректировки и видоизменения. Сейчас появились информационные системы, дающие человеку возможность практически мгновенно получать необходимую информацию, передавать ее на большие расстояния. Однако это требует от человека определенных знаний для использования такой среды. Компьютеры соединяются между собой в глобальную систему, создавая информационную среду общения людей, имеющих доступ к этой системе.

4.3. Информационные процессы в живой природе

Каждую весну вы наблюдаете, как на деревьях появляются почки, которые потом распускаются, превращаясь в листья, а осенью листья меняют окраску и опадают. Все эти процессы неразрывно связаны с информацией . Дерево воспринимает информацию о состоянии окружающей среды: температуре воздуха и почвы, продолжительности светового дня, интенсивности солнечных лучей. Такая информация служит сигналом для протекания различных физико-химических процессов в клетках, а значит, управляет этими процессами.

В животном мире, так же как и в мире людей, информация играет немаловажную роль . Например, звуковое общение насекомых имеет удивительную особенность: несмотря на многочисленные помехи (другие звуки), они безошибочно выделяют нужный сигнал и точно определяют его источник. Представьте себе летний полдень на лугу: шелест травы, звуки, издаваемые разными животными. Все эти звуки сливаются в общий оркестр. Выделение нужного звука - нелегкая задача даже для технически совершенного прибора. А слуховые органы животных превосходят лучшие технические устройства и позволяют различать все звуки.

Животные используют еще один способ общения, который играет важную роль в их жизни. Все вы знаете, как радостно собаки встречают своих хозяев, весело махая хвостом. Тем самым они выражают свои чувства, передают информацию. Звонок в дверь означает для собаки сигнал: «Кто-то пришел». Запах вошедшего - новая информация: знакомый или чужой.

Но не только звуки и запахи несут информацию для животных и растений. Прикосновение - это тоже информационный процесс . Оно может нести в себе теплоту, нежность, суровость и пр.

4.4. Информационные процессы в технике

В неживой природе можно говорить об информационных процессах применительно к технике, когда она реагирует на некоторые действия человека.

С такими процессами вы сталкиваетесь, когда играете с управляемым игрушечным автомобилем или кораблем. С передающего устройства посылается сигнал «поворот направо», и автомобиль послушно выполняет его. 

В конце XX века были созданы роботы - автоматические механизмы, управляемые компьютерами. Их используют на предприятиях для выполнения монотонных или опасных операций. Они применяются для работ в космосе, где человек не может самостоятельно работать. Эти роботы получают информацию о состоянии космического корабля и устраняют неполадки.

Например, для исследования поверхности Венеры в 1990 году был запущен специальный космический корабль - «Магеллан», который с помощью радара исследовал планету. Данные радиометрии и высотометрии, полученные роботом, передавались на Землю, с их помощью были проведены интересные исследования.

10 апреля 2001 года в США запущен автоматический робот «Lander 2001» для изучения поверхности Марса. Робот оснащен специальным оборудованием: видеокамерами для съемки ландшафта, приборами для изучения климата.

Каждый день вы сталкиваетесь с примерами использования информационных процессов в технике: с помощью пульта дистанционного управления вы осуществляете выбор телевизионной программы, изменяете уровень громкости телевизора, режим работы видеомагнитофона, с помощью переключателей или пленочной клавиатуры вы устанавливаете режим работы СВЧ-печи, автоматической стиральной машины, сотового телефона. Пользуясь метрополитеном, вы опускаете в автомат турникета жетон, который проверяется на соответствие. Информации о проверке поступает на специальное устройство, которое открывает турникет.

4.5. Информационные технологии

Информационные процессы тесно связаны с понятием «информационные технологии». Слово «технология» происходит от греческого «techne», что означает «искусство», «мастерство», «умение». Все эти понятия схожи между собой. Их можно рассматривать как совокупность действий для достижения поставленной цели, то есть как процесс.

В ходе реализации технологии материального производства получается какой-либо материальный продукт. Как и в материальном производстве, в информационном существуют свои инструменты - технические средства. Целью информационной технологии является производство информации и создание информационного продукта. Например, на уроках литературы вы создаете информационный продукт - сочинение. Издательство выпускает информационный продукт в виде газеты или книги.

Информационная технология - информационный процесс, в результате которого создается информационный продукт.

В истории развития человеческого общества выделяют несколько этапов развития информационной технологии.

1- й этап (до второй половины XIX века) - «ручная» информационная технология (почта, книгопечатание), основным инструментом которой является перо, чернильница и бумага. Главная цель - представление информации в нужной форме.
2- й этап (с конца XIX века) - «механическая» технология. Основные инструменты: пишущая машинка, арифмометр, телефон, телеграф, телевидение, радиосвязь. Главная цель - представление информации в удобной для передачи форме.
3- й этап (40-60-е годы XX века) - «электрическая» технология. Основные инструменты: большие компьютеры, электрические пишущие машинки, магнитофоны, копировальные аппараты. Цель технологии - представление информации в форме, удобной для передачи и хранения.
4- й этап (с начала 70-х годов) - «электронная» технология. Основные инструменты: большие компьютеры. Цель - совершенствование форм представления информации.
5- й этап (с середины 80-х годов) - «компьютерная» технология, основной инструмент которой - персональный компьютер и компьютерные сети. Главная цель технологии - представление информации в форме, удобной для хранения, поиска, обработки, передачи, а также развитие систем искусственного интеллекта.

4.6. Персональный компьютер - основное техническое средство информационной технологии

Сегодня в мире накоплены колоссальные объемы информации, производятся сложные расчеты для запуска космических кораблей и изготовления механизмов. В 40-х годах двадцатого столетия были созданы первые вычислительные машины, с изменением технологии производства они превратились в знакомые вам компьютеры. Они созданы для помощи людям. Компьютеры обладают огромными возможностями по накоплению, поиску и обработке информации.

Применение компьютера как инструмента для работы с информацией очень разнообразно и многогранно. Он может за несколько секунд просмотреть электронную библиотеку и найти требуемую информацию. Разработаны специальные компьютерные программы, позволяющие обувщику экспериментировать с формой и фактурой создаваемой модели обуви. С помощью компьютера сейчас испытывают автомобили, изучают строение молекул, проектируют дома и запускают космические корабли. В авиакомпаниях компьютеры соединены друг с другом, что позволяет оперативно продавать билеты на авиарейсы. Компьютер помогает вам, учит, развлекает. 

Что бы вы ни делали - рисовали, писали, считали, игради, - компьютер послушно выполняет ваши команды. Он обладает высокой скоростью работы, не устает, хранит большие объемы информации. Компьютер получает информацию, обрабатывает ее и выводит результат.

Многие компьютеры во всем мире объединены специальным образом в компьютерные сети, с помощью которых можно передавать информацию от одного компьютера к другому.

Среди сетей наибольшей популярностью пользуется сеть Интернет (Internet). С ее помощью передается большое количество технических документов, журнальных статей, деловых писем, стихотворений и прозы, медицинских заключений, мнений и взглядов, научных докладов, игр и шуток, словом, все, что можно преобразовать в компьютерную информацию и переслать по каналам связи. При этом вам гарантирован быстрый и безошибочный обмен информацией, быстрый доступ к ней и ее обработка.

Контрольные вопросы и задания

1. Что такое информационнее процессы?

2. В каких сферах жизнедеятельности человека и окружающего мира происходят информационные процессы?

3. Приведите примеры информационных процессов в обществе.

4. Какими способами осуществляется коммуникация в обществе?

5. Что такое коммуникационная среда?

6. Какие устройства использует человек для коммуникаций?

7. Перечислите технические устройства для коммуникаций.

8. Приведите примеры информационных процессов в растительном мире.

9. Приведите примеры информационных процессов в животном мире.

10. Зависят ли информационные процессы в обществе и природе от внешних условий? Докажите.

11. Приведите примеры информационных процессов в технике.

12. Что такое информационная технология?

13. В чем заключается разница между информационными технологиями и технологиями материального производства?

14. Расскажите об этапах развития информационных технологий.

15. Какие технические устройства используются в информационной технологии?

16. Как можно передавать информацию с одного компьютера на другой?

17. Приведите примеры использования компьютера в качестве инструмента для работы с информацией:

■ в домашних условиях;
■ в школе;
■ в разных областях.
В каждом примере укажите преимущества компьютерных технологий. 

Вплоть до середины XX в. термин «информация» и в обиходе, и в научной литературе обычно употреблялся в смысле сообщения, осведомления кого-либо о чем-либо или, что близко к этому, в смысле сведений, передаваемых одними людьми другим людям. С развитием технических средств передачи, восприятия и, в особенности, анализа различного рода сведений, а также с зарождением информатики и кибернетики - наук, внесших весомый вклад в реализацию проблемы обмена сведениями не только между людьми, но и между человеком и машиной, - понятие информации существенно расширилось.

С философской точки зрения информация обладает свойством как духовного, так и материального мира человека. С одной стороны, информация формирует материальную среду жизни человека, а с другой - служит основным средством межличностных отношений, постоянно возникая, видоизменяясь и трансформируясь в процессе перехода от одного человека к другому. Таким образом, информация одновременно определяет и социокультурную жизнь человека и его материальное бытие.

Основоположник кибернетики Норберт Винер, который ввел это понятие в науку, отказавшись от его определения, считая его сродни таким общим категориям, как движение, жизнь, сознание и т.п., отмечал: «Информация есть информация, а не материя и не энергия».

Позже Винер дает следующее определение: «Информация - это обозначение содержания, полученного из внешнего мира в процессе нашего приспособления к нему и приспосабливания к нему наших чувств».

Информация в физике есть термин, качественно обобщающий понятия «сигнал» и «сообщение». Объекты материального мира обмениваются сигналами, например, выгнутая спина у кошки выражает одновременно и наступательные и оборонительные сигналы. Сообщения, представленные в виде сигналов, будут считаться информацией, которая передается от источника к получателю.

В математической теории Клода Шеннона информация понимается как снятая, сокращающаяся неопределенность. Комментируя данный подход, Н. Винер особо подчеркивал, что «величина, которую мы здесь определяем как количество информации, противоположна по знаку величине, которую в аналогичных ситуациях обычно определяют как энтропию».

В 60-е годы XX века появляется наука «информатика». Предметом ее изучения являются данные, которые можно создавать, обрабатывать, хранить и передавать. Однако не стоит трактовать понятия «данные» и «информация» как синонимы. В толковом словаре по вычислительной технике компании Microsoft дается такое определение: «...информация - содержание, значение данных, которое видят в них люди. Обычно данные состоят из фактов, которые становятся информацией в определенном контексте и понятны людям. Компьютеры обрабатывают данные без какого-либо понимания того, что эти данные собой представляют».

ГОСТ РВ 51987-2002 «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Требования и показатели качества функционирования информационных систем. Общие положения» определяет понятие «информация» как «сведения об окружающем мире (объектах, явлениях, событиях, процессах, закономерностях), которые уменьшают имеющуюся степень неопределенности, неполноты знаний, отчужденные от их создателя и ставшие сообщениями (выраженными на определенном языке в виде знаков, в том числе и записанными на материальном носителе), которые можно воспроизводить путем передачи устным, письменным или другим способом (с помощью условных сигналов, технических средств, и т.д.)».

Итак, вопросу, посвященному природе информации, много внимания уделялось в философии, кибернетике и других науках. Однако среди ученых до настоящего времени не выработана единая точка зрения относительно понимания и определения данного понятия. Причем диапазон существующих мнений достаточно широк. Главная причина сложившейся ситуации заключается в многогранности понятия информации. Имеется много определений, между тем каждое из них вычленяет какой-либо один аспект информации.

Свойства информации

Как и всякий объект, информация обладает свойствами. Характерной отличительной особенностью информации от других объектов природы и общества является дуализм: на свойства информации влияют как свойства исходных данных, составляющих ее содержательную часть, так и свойства методов, фиксирующих эту информацию.

С точки зрения информатики наиболее важными представляются следующие общие качественные свойства: объективность, достоверность, полнота, точность, актуальность, полезность, ценность, своевременность, понятность, доступность, краткость и пр.

Объективность информации. Объективный - существующий вне и независимо от человеческого сознания. Информация - это отражение внешнего объективного мира. Информация объективна, если она не зависит от методов ее фиксации, чьего-либо мнения, суждения.

Например, сообщение «На улице мороз» несет субъективную информацию, а сообщение «На улице -20 °С» - объективную, но с точностью, зависящей от погрешности средства измерения.

Объективную информацию можно получить с помощью исправных датчиков, измерительных приборов. Отражаясь в сознании человека, информация может искажаться (в большей или меньшей степени) в зависимости от мнения, суждения, опыта, знаний конкретного субъекта и, таким образом, перестать быть объективной.

Достоверность информации. Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Объективная информация всегда достоверна, но достоверная информация может быть как объективной, так и субъективной. Достоверная информация помогает принять нам правильное решение. Недостоверной информация может быть по следующим причинам:

• - преднамеренное искажение (дезинформация) или непреднамеренное искажение субъективного свойства;
• - искажение в результате воздействия помех («испорченный телефон») и недостаточно точных средств ее фиксации.

Полнота информации. Информацию можно назвать полной, если ее достаточно для понимания и принятия решений. Неполная информация может привести к ошибочному выводу или решению.

Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т. п.

Актуальность информации - важность для настоящего времени, злободневность, насущность. Только вовремя полученная информация может быть полезна.

Полезность (ценность) информации. Полезность может быть оценена применительно к нуждам конкретных ее потребителей и оценивается по тем задачам, которые можно решить с ее помощью.

Самая ценная информация - объективная, достоверная, полная и актуальная. При этом следует учитывать, что и необъективная, недостоверная информация (например, художественная литература), имеет большую значимость для человека. Социальная (общественная) информация обладает еще и дополнительными свойствами:

• - имеет семантический (смысловой) характер, т. е. понятийный, так как именно в понятиях обобщаются наиболее существенные признаки предметов, процессов и явлений окружающего мира;
• - имеет языковую природу (кроме некоторых видов эстетической информации, например изобразительного искусства). Одно и то же содержание может быть выражено на разных естественных (разговорных) языках, записано в виде математических формул и т. д.

С течением времени количество информации растет, информация накапливается, происходит ее систематизация, оценка и обобщение. Это свойство назвали ростом и кумулированием информации. (Кумуляция - от лат. cumulatio - увеличение, скопление.)

Старение информации заключается в уменьшении ее ценности с течением времени. Старит информацию не само время, а появление новой информации, которая уточняет, дополняет или отвергает полностью или частично более раннюю. Научно-техническая информация стареет быстрее, эстетическая (произведения искусства) - медленнее.

Логичность, компактность, удобная форма представления облегчает понимание и усвоение информации.

В настоящее время информация становится реальной производительной силой, от ее количества и качества зависит результат многих производственных и непроизводственных процессов. Следовательно, проблемам использования информации как нового ресурса развития общества должно уделяться повышенное внимание, а развитие информационных технологий будет являться катализатором этого развития.

Процессы, связанные с поиском, обработкой, передачей и хранением информации, называются информационными процессами. Выделяют следующие информационные процессы:

• 1. Ввод (сбор, получение) информации.
• 2. Обработка (преобразование) информации.
• 3. Хранение информации (в собственной памяти или на внешних носителях).
• 4. Передача информации - двусторонний процесс, всегда есть источник информации (отправляет информацию) и приемник (получает информацию).
• 5. Защита информации (от потерь, несанкционированного доступа и т.д.). Примеры информационных процессов представлены в табл. 3.

Таблица 3.

Измерение информации

Персональный компьютер обрабатывает информацию, представленную в двоичной (дискретной) форме. Согласно принципам фон Неймана в вычислительных машинах должна использоваться двоичная система счисления, а не десятичная. Связано такое положение с тем, что так удобнее закодировать сигнал: признаком его наличия является единица, а отсутствие - нуль.

За минимальную единицу измерения количества информации принято считать 1 Бит (bit, англ. Binary digit - двоичный разряд). Энтропия, т. е. степень неопределенности наших знаний, тоже может определяться в битах. Простой пример подбрасывания монеты, у которой, как известно, имеется две стороны, уменьшает степень неопределенности выпадения одной из них ровно в два раза. Следовательно, речь идет о получении 1 бита информации. Более крупными единицами информации являются:

• 1 байт = 8 бит (разрядов).
• 1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 2 10 байт.
• 1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 2 20 байт.
• 1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 2 30 байт.
• 1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 2 40 байт.

Соотношение между единицами измерения количества информации представляют собой степени двойки:

• 1 байт = 8 бит = 2 3 бит.
• 1 Кбайт - 1024 байт - 2 10 байт -

2 10 2 3 бит = 2 13 бит.

1 Мбайт = 1024 Кбайт = 2 10 Кбайт =

2 10 2 10 байт = 2 20 байт =

2 20 2 3 бит = 2 23 бит.

К методам измерения количества информации относят алфавитный и вероятностный подходы. При алфавитном подходе информацию рассматривают только как последовательность знаков, абстрагируясь от ее содержания. Алфавитом называется конечное множество различных символов, например буквы, цифры. Количество символов в алфавите называется мощностью алфавита. Чем больше алфавит знаковой системы, тем больше количество информации несет каждый знак.

В 1928 г. американский инженер Р. Хартли предложил формулу вычисления количества информации:

где N - количество возможных событий, i - количество информации.

Пример 1.

В корзине лежат 8 шаров. Все шары разного цвета. Сколько информации содержит сообщение о том, что из корзины достали красный шар?

Решение

Поскольку вытаскивание любого из 8 шаров равновероятно, то количество информации о цвете вынутого шара находится из уравнения

Отсюда следует, что х = 3 бит.

Пример 2.

Определите информационный объем одного знака русского алфавита.

Решение

Примем за N количество знаков в алфавите, а за / - количество информации, которое несет в себе каждый знак. Тогда для русского алфавита (32 буквы, исключая Ё), получим:

32 = 2 5 , т. е. информационный объем одного знака русского алфавита несет в себе 5 бит информации.

По-другому формула Хартли записывается следующим образом:

7= log 2 iV, следовательно, в нашем примере, 7= log 2 32 = 5 бит.

Если количество символов алфавита равно N, а количество символов в записи сообщения равно М, то информационный объем данного сообщения вычисляется по формуле:

Рассмотрим еще несколько примеров.

Пример 3.

Сообщение содержит 4096 символов. Объем сообщения при использовании равномерного кода составил 1/512 Мбайт. Чему равна мощность алфавита, с помощью которого записано данное сообщение?

Решение:

Переведем информационный объем сообщения в биты.

Для кодирования одного символа отводится бит. Тогда мощность алфавита (АО по формуле Р. Хартли равна

Пример 4.

Чему равно количество информации (бит) в слове «Информатика» при условии, что для кодирования используется 32-значный алфавит.

Решение

По формуле Хартли в 32-значном алфавите каждый символ несет 5 бит информации (см. выше). В слове «Информатика» 11 символов. Количество информации в слове «Информатика» при кодировании в 32-значном алфавите равно 11 -5= 55 бит.

Вероятностный подход к измерению количества информации характеризует степень достоверности события. Вероятностью случайного события (р) называется отношение числа благоприятствующих событию исходов (т ) к общему числу исходов («):

Пример 5.

В беспроигрышной лотерее разыгрывается 4 диска, 5 книг, 6 ручек. Какова вероятность выиграть диск?

Решение

Общее число исходов 4 + 5 + 6=15; число благоприятствующих исходу событий равно 4. Следовательно, вероятность выигрыша определяется как

В 1948 г. американский инженер и математик К. Шеннон предложил формулу для вычисления количества информации для событий с различными вероятностями:

где / - количество информации;

N - количество возможных событий; pi - вероятность z-го события.

Пример 6.

В конкурсе участвовали 20 студентов, 8 школьников и 4 учащихся колледжа. Чему будет равно количество информации (бит) в сообщении о том, что победил школьник, считая, что победа любого из участников равновероятна?

Решение

Рассчитаем вероятность того, что в конкурсе победил школьник. Для этого воспользуемся формулой классической вероятности:

где т - число элементарных исходов, благоприятных событию (победил школьник), т. е. число школьников, участвовавших в конкурсе; п - общее число всех элементарных равновозможных исходов опыта, т. е. общее число всех участников конкурса.

Воспользуемся формулой Хартли для вычисления искомого количества информации:

Пример 7.

Пусть при бросании несимметричной четырехгранной пирамидки вероятности падения на каждую из граней составляют:

Определите количество информации, которое будет получено после реализации одного из случаев.

Решение

По формуле Шеннона получим:

Контрольные вопросы и задания

• 1. Перечислите известные вам подходы к определению понятия «информация».
• 2. Дайте характеристику свойствам информации.
• 3. Какие процессы называются информационными? Приведите примеры подобных процессов.
• 4. Назовите основные единицы измерения информации. Чему равен 1 бит?
• 5. Дайте характеристику методам измерения количества информации.
• 6. Объем сообщения равен 11 Кбайт. Сообщение содержит 11264 символа. Какова мощность алфавита?
• 7. Метеорологическая станция ведет наблюдение за влажностью воздуха. Результатом одного измерения является целое число от 0 до 100, которое записывается при помощи минимально возможного количества бит. Станция сделала 80 измерений. Определите информационный объем результатов наблюдений.

Получение информации тесно связано с информационными процессами, поэтому имеет смысл рассмотреть отдельно их виды.

Сбор данных – это деятельность субъекта по накоплению данных с целью обеспечения достаточной полноты. Соединяясь с адекват­ными методами, данные рождают информацию, способную помочь в принятии решения. Например, интересуясь ценой товара, его по­требительскими свойствами, мы собираем информацию для того, чтобы принять решение: покупать или не покупать его.

Передача данных – это процесс обмена данными. Предполагает­ся, что существует источник информации, канал связи, приемник информации, и между ними приняты соглашения о порядке обмена данными, эти соглашения называютсяпротоколами обмена. Напри­мер, в обычной беседе между двумя людьми негласно принимается соглашение, не перебивать друг друга во время разговора.

Хранение данных – это поддержание данных в форме, постоянно готовой к выдаче их потребителю. Одни и те же данные могут быть востребованы не однажды, поэтому разрабатывается способ их хра­нения (обычно на материальных носителях) и методы доступа к ним по запросу потребителя.

Обработка данных – это процесс преобразования информации от исходной ее формы до определенного результата. Сбор, накопление, хранение информации часто не являются конечной целью информа­ционного процесса. Чаще всего первичные данные привлекаются для решения какой-либо проблемы, затем они преобразуются шаг за ша­гом в соответствии с алгоритмом решения задачи до получения вы­ходных данных, которые после анализа пользователем предоставля­ют необходимую информацию.

1. Предмет и структура информатики

Термин информатика получил распространение с середины 80-х гг. прошлого века. Он состоит из корня inform - «информация» и суффикса matics - «наука о...». Таким образом, информатика - это наука об информации. В англоязычных странах термин не прижил­ся, информатика там называется Computer Science – наука о компь­ютерах.

Информатика – молодая, очень бурно развивающаяся наука, поэтому строгого и точного определения ее предмета пока не сфор­мулировано. В одних источниках информатика определяется как на­ука, изучающая алгоритмы, т.е. процедуры, позволяющие за конеч­ное число шагов преобразовать исходные данные в конечный результат, в других - на первый план выставляется изучение компь­ютерных технологий. Наиболее устоявшимися посылками в опреде­лении предмета информатики в настоящее время являются указания на изучение информационных процессов (т.е. сбора, хранения, об­работки, передачи данных) с применением компьютерных техноло­гий. При таком подходе наиболее точным, по нашему мнению, яв­ляется следующее определение:

Из определения следует, что информатика – прикладная наука, использующая научные достижения многих наук. Кроме того инфор­матика – практическая наука, которая не только занимается описательным изучением перечисленных вопросов, но и во многих случа­ях предлагает способы их решения. В этом смысле информатика тех­нологична и часто смыкается с информационными технологиями.

Методы реализации информационных процессов находятся на стыке информатики с теорией информации, статистикой, теорией кодирования, математической логикой, документоведением и т.д. В этом разделе изучаются вопросы:

представление различных типов данных (числа, символы, текст, звук, графика, видео и т.д.) в виде, удобном для обработки СВТ (кодирование данных);

форматы представления данных (предполагается, что одни и те " же данные могут быть представлены разными способами);

теоретические проблемы сжатия данных;

структуры данных, т.е. способы хранения с целью удобного дос­тупа к данным.

В изучении состава, структуры, принципов функционирования средств вычислительной техники используются научные положения из электроники, автоматики, кибернетики. В целом этот раздел ин­форматики известен как аппаратное обеспечение (АО) информацион­ных процессов. В этом разделе изучаются:

основы построения элементов цифровых устройств;

основные принципы функционирования цифровых вычисли­тельных устройств;

архитектура СВТ - основные принципы функционирования систем, предназначенных для автоматической обработки данных;

вычислительных систем;

приборы и аппараты, составляющие аппаратную конфигурацию компьютерных сетей.

В разработке методов управления средствами вычислительной техники (а средствами цифровой вычислительной техники управля­ют программы, указывающие последовательность действий, которые должно выполнить СВТ) используют научные положения из теории алгоритмов, логики, теории графов, лингвистики, теории игр. Этот раз­дел информатики известен как программное обеспечение (ПО) СВТ. В этом разделе изучаются:

средства взаимодействия аппаратного и программного обеспече­ния;

средства взаимодействия человека с аппаратным и программ™ обеспечением, объединяемые понятием интерфейс;

программное обеспечение СВТ (ПО).

Обобщая сказанное, можно предложить следующую структурную схему:

Третья составляющая информатики – программное обеспечение – неоднородна и имеет сложную структуру, включающую несколько уровней: системный, служебный, инструментальный, прикладной.

На низшем уровне находятся комплексы программ, осуществля­ющих интерфейсные функции, (посреднические между человеком и компьютером, аппаратным и программным обеспечением, между одновременно работающими программами), т.е. распределения раз­личных ресурсов компьютера. Программы этого уровня называются системными. Любые пользовательские программы запускаются под управлением системных программ, называемых операционными сис­темами.

Следующий уровень – это служебное программное обеспечение. Программы этого уровня называются утилитами, выполняют различ­ные вспомогательные функции. Это могут быть ремонтные или ди­агностические программы, используемые при обслуживании различ­ных устройств (гибкого и жесткого диска), тестовые программы, представляющие комплекс программ технического обслуживания, архиваторы, антивирусы и т.п. Служебные программы, как правило, работают под управлением операционной системы (хотя могут и не­посредственно обращаться к аппаратному обеспечению), поэтому они рассматриваются как более высокий уровень. В некоторых клас­сификациях системный и служебный уровни объединяются в один класс – системного программного обеспечения.

Инструментальное программное обеспечение представляет комп­лекс программ для создания других программ. Процесс создания новых программ на языке машинных команд очень сложен и кро­потлив, поэтому он низкопроизводителен. На практике большин­ство программ составляется на формальных языках программирова­ния, которые более близки к математическому, следовательно, проще и производительней в работе, а перевод программ на язык машин­ных кодов осуществляет компьютер посредством инструментально­го программного обеспечения. Программы инструментального про­граммного обеспечения управляются системными программами, поэтому они относятся к более высокому уровню.

Прикладное программное обеспечение - самый большой по объе­му класс программ, это программы конечного пользователя. Прикладное программное обеспечение также управляется системными программами, и имеет более высокий уровень.

Обобщая сказанное, можно предложить следующую структуру программного обеспечения.

Предложенная классификация программного обеспечения явля­ется в большой мере условной, так как в настоящее время программные продукты многих фирм стали объединять в себе программные элементы из разных классов. Например, операционная система Windows, являясь комплексом системных программ, в своем составе содержит блок служебных программ (дефрагментация, проверка очи­стка диска и др.), а также текстовый процессор WordPad, графичес­кий редактор Paint, которые принадлежат классу прикладных программ.