Информация и информационные процессы

Тема: Информация и информационные процессы.

«Информация и информационные процессы.

Вещество, энергия, информация - основные понятия науки.

Информационные процессы в живой природе, обществе и технике: получение, передача, преобразование, хранение и использование информации. Информационные основы процессов управления.

Информационная культура человека. Информационное общество.

Представление информации.

Язык как способ представления информации. Кодирование. Двоичная форма представления информации. Вероятностный подход к определению количества информации. Единицы измерения информации.»

№ урока

Тема урока

Требования к знаниям, умениям, навыкам.

1 урок,

2ч.

Понятие информации.

Виды и свойства информации.

Знать:

- различные подходы к определению ин- формации;

- виды классификации информации;

- свойства информации;

Уметь:

- определять виды и свой-ва информации, встречающиеся в неживой природе, биологических системах, технических устройствах.

2 урок,

2ч.

Представление информации.

Язык как способ представления информации. Кодирование информации.

Знать:

- функции языка, как способа представления информации;

- понятие алфавита, буквы, слова, в языке;

- понятие кода, кодирования.

Уметь:

- объяснять принципы кодирования информации;

- перечислять особенности и преимущества двоичной формы представления информации.

3 урок

2ч.

Измерение информации.

Знать:

- основные единицы измерения информации;

Уметь:

- решать задачи на определение количества информации.

4 урок

2ч.

Информационные процессы.

Поиск, сбор, хранение, передача, обработка.

Знать:

- методы поиска и сбора информации;

- способы хранения и передачи информации.

Уметь:

- приводить примеры информационных процессов в различных системах.

5 урок

1ч.

Информационная деятельность человека.

Информационное общество. Использование и защита информации.

Знать:

- особенности и основные черты информационного общества

- компоненты информационной культуры пользователя.

6 урок

1ч.

Информационные

основы процессов управления.

Иметь представление об информационных основах процессов управления.

1урок: Понятие информации. Виды и свойства информации.

Цели урока:

- рассмотреть различные подходы к определению информации, сформировать понятие информации;

- дать понятие видов и свойств информации встречающейся в живой природе, обществе, технике;

- развивать умение доказывать свою точку зрения, выделять главное;

- воспитывать культуру ведения спора.

Содержание теоретического материала урока.

Для большинства из нас слово «информация» – нечто само собой разумеющееся. Но попробуйте сформулировать, что такое информация?

Рассмотрим примеры:

1. Жизнь впервые появилась в химически богатой воде около 3,5 млн. лет назад. Как свидетельствуют окаменелости, первыми живыми организмами были одноклеточные бактерии и водоросли.

2. Рисунки Тассили свидетельствуют, насколько недавно колебание мирового климата опустошило плодородные земли и создало Сахару.

3. Любое существо, обитающее на бархане, должно решать не мало сложных задач, т.к. удержаться на очень горячей, сыпучей поверхности очень трудно.

4. Вы дотронулись до горячего чайника и, обжегшись, отдёрнули руку.

5. Вы смотрите фильм. На экране мирный пейзаж. Вдруг за кадром прозвучала тревожная мелодия. «Что-то произойдет», - заволновались вы. Каким образом вы спрогнозировали события?

6. Биологи установили, что хромосомы являются носителями генетической информации. Каждый ген отвечает за построение белковых молекул нового организма по определённому образцу согласно наследственной информации, содержащейся в ДНК.

Можете ли вы теперь сформулировать определение информации? Каким образом в вашем определении удается отразить что:

- информация существует в неживой природе;

- информация существует в биологических системах;

- не всегда выражена слова;

- возникает в процессе общения;

- информация хранится, передаётся, обрабатывается и т.д.

Существуют различные подходы к определению понятия информации в зависимости от области знаний.

Информация – от латинского informatio – cведения, разъяснения, изложение.

Под информацией в быту понимают сведения об окружающем мире и протекающих в нём процессах, воспринимаемые человеком или специальным устройством (С.И. Ожегов. Толковый словарь русского языка.).

Под информацией в технике понимают сообщения, передаваемые в форме знаков и сигналов.

Под информацией в теории информации понимают не любые сведения, а лишь те, которые снимают полностью или уменьшают существующую до их получения неопределённость. Информация – это снятая неопределённость (Клод Шеннон).

Под информацией в кибернетике (теории управления) понимают ту часть знаний, которая используется для ориентирования, активного действия, управления, то есть в целях сохранения, совершенствования, развития системы (Н. Виннер).

Под информацией в семантической теории (смысл сообщения) понимают сведения обладающие новизной.

Под информацией в документалистике понимают всё то, что так или иначе зафиксировано в знаковой форме в виде документов.

Информация – это отражение внешнего мира с помощью знаков и сигналов.

Понятие информации является одним из фундаментальных в современной науке и потому оно не является строго определяемым понятием.

Задания:

1. Приведите примеры информации:

a) В неживой природе (например, в археологии или геологии).

b) В биологических системах (например, из жизни животных и растений).

c) В технических устройствах (например, телевидение, телеграфные сообщения).

d) В жизни общества (например, исторические сведения, реклама, средства массовой информации, общение людей).

2. Является ли информацией для вас сведения, содержащиеся в библиотеке затонувшей Атлантиды или хотя бы в библиотеке конгресса США?

3. Является ли информацией нерасшифрованные космические послания?

4. Является ли для вас информацией боевик, который не разрешила смотреть мама?

5. Получаете ли вы информацию при повторном прочтении книги, учебника?

Это рабочее тело состоит из упорядоченных (модулированных) дискретных или непрерывных сигналов, c которыми и имеет дело информационная техника. Содержание принимаемых и обрабатываемых сигналов инженера не интересует. Достаточно того, что формулы Шеннона хорошо работают при расчетах технической коммуникации.

Другой активной сферой применения информации явилась генетика, в рамках которой было сформулировано понятие генетической информации как программы (кода) биосинтеза белков, представленных цепочками ДНК. Реализуется эта информация в ходе развития особи.

В социальных науках (социологии, психологии, политологии и др.) под информацией понимаются сведения, данные, понятия, отраженные в нашем сознании и изменяющие наши представления о реальном мире. Эту информацию, передающуюся в человеческом обществе и участвующую в формировании общественного сознания, называют социальной информацией.

C точки зрения индивидуального человеческого сознания информация-это то, что поступает в наш мозг из многих источников и во многих формах и, взаимодействуя там, образует нашу структуру знания. Информацией для человека являются не только сухие факты, строгие инструкции, но и то, что радует нас, волнует, печалит, заставляет переживать, восторгаться, презирать и негодовать. Более половины общего объёма сведений, полученных в процессе разговора, приходится на так называемую несмысловую информацию, которую говорящий по желанию, а иногда непроизвольно сообщает нам особой тональностью разговора, своей возбуждённостью, жестикуляцией, выражением лица, глаз и т.д.

Информация нужна человеку не вообще, а конкретно и в нужное время для ориентирования в окружающем мире и принятия решений о своих дальнейших действиях.

Любой сигнал, будь то свет костра, телеграмма, код Морзе, написанный текст, несёт какое-либо сведение или сообщение. Одним словом, информацию. Таким образом сигнал – есть способ передачи информации.

Любой переданный сигнал переносится либо энергией, либо веществом. Иначе и быть не может: ведь наш мир материален. Это либо акустическая волна (звук), либо электромагнитное излучение (свет,радиоволна), либо лист бумаги (написанный текст), либо каменная скрижаль с выбитыми на ней магическими знаками. Материальными носителями наследственности являются гены.

Но ни переданная энергия, ни посланное вещество, ни гены сами по себе никакого значения не имеют. Они служат лишь носителями информации.

Само слово «сигнал» имеет общий корень с английским sign, что можно перевести как знак, обозначение. Написанное слово обозначает некоторое понятие и, таким образом, тоже является сигналом.

1. Человек всегда стремился доступным ему способом зафиксировать сведения о том, что больше всего его волновало. Наши весьма давние предки оставили нам инормацию о себе в виде наскальных росписей в пещерах, где они обитали. Отсюда и произошло идеографическое письмо, в основу которого положены идеограммы: «письменный знак (условное изображение или рисунок), соотвествующий не отдельному звуку, а целому слову или морфеме».

2. С развитием человеческого общества информация о волнующих людей событиях заносилась на поверхности искусственных, как правило, монументальных сооружений, которые донесли её до наших дней (различные гробницы, стеллы, ритуальные сооружения). Однако монументальные сооружения не были транспортабельны. Чтобы получить необходимую информацию, которая хранилась в них, человек вынужден был совершать путешествия к этим сооружениям. А поскольку человек всегда старался получить ту информацию, которую считал для себя ценной, то при этих сооружениях появились лица, которые практически стали выдавать интересующую человека информацию за определённую мзду с его стороны. Таким образом, эти сооружения стали культовыми, а лица, состоящие при них, заняли, как владеющие нужной информацией, привилегированное положение.

3. Человек всегда изыскивал возможность сделать хранилища информации более компактными, что позволяло делать необходимую информацию транспортабельной, более удобной для хранения, а также ограничивалодоступ ней нежелательных лиц. Пэтому и появились носители информации, пригодные для транспортировки (глиняные таблицы, дощечи, папирус, пергамент, бумага, … ,магнитные носители, лазерные носители,…).

4. С изменением носителей информации изменились и методы нанесения информации непосредственно на носители, что повлекло за собой необходимость изобретения соответствующих технических средств для работы с информацией: «обжиг глины – глиняные таблицы», «бумага – книгопечатание», «магнитные носители – компьютер».

5. В 90-х годах ХХ века появился дешёвый и весьма компактный способ хранения информации с возможностью быстрого доступа к ней. Это лазерные компактные диски – CD-ROM (англ.- compact disk read – only – memory компакт-диск только для чтения). Один такой диск может вмещать в себя небольшую домашнюю библиотеку в 300-400 томов. Кроме того, он позволяет хранить на нём не только тексты, но и живую речь, музыку и, даже движущееся изображение, причём диаметр диска 8-12 см и толщина 1.8 мм. Несущая информацию тончайшая металлическая пластина защищена 2-3 слоями прозрачной пластмассы, благодаря которой диск можно ронять, царапать. Срок годности – до 100 лет.

Информация всегда связана с материальным носителем.

Носитель информации – среда для записи и хранения информации.

Носителем информации может быть:

- любой материальный предмет (бумага, камень, дерево, стол, классная доска, звёздная пыль, мусор на полу …);

- волны различной природы: акустическая (звук), электромагнитная (свет, радиоволна ), гравитационная (давление, притяжение),…;

- вещество в различном состоянии: концентрация молекул в жидком растворе, температура и давление газа,…

Машинные носители информации: перфоленты, перфокарты, магнитные ленты, магнитные диски, оптические диски,…

Сигнал – способ передачи информации.

Сигнал – физический процесс, имеющий информационное значение. Он может быть непрерывным или дискретным.

Аналоговый сигнал – сигнал, непрерывно изменяющийся по амплитуде и во времени (плавно меняющееся напряжение, ток или температура).

Сигнал называется дискретным, если он может принимать лишь конечное число значений в конечном числе моментов времени (дискретный – не непрерывный).

от нас исторической эпохи . Даже события ,происходившие на нашых ,глазах, не полностью документируются, многое забывается , и воспоминания подвергаются искажению.

Неполная информация может привести к ошибочному выводу или решению. Не зря русская пословица гласит: ,,Недоученный хуже неученого,,

4.Актуализация(своевременность) информации – важность ,существенность для настоящего времени .Только вовремя полученная информация может принести необходимую пользу.

Неактуальной информация может быть по двум причинам: она может быть устаревшей (прошлогодняя газета) либо незначимой,ненужной(например,сообщение о том ,что в Италии снижены цены на 5%) .

5.Информация может быть полезной или бесполезной (ценность информации).

Но так как границы между этими понятиями нет ,то следует говорить о степени полезности применительно к нуждам конкретных людей Полезность информации оценивается по тем задачам ,которые мы можем решить с ее помощью.

Самая ценная для нас информация–достаточно полезная, полная,объективная ,достоверная и новая.При этом примем во внимание,что небольшой процент бесполезной информаии даже помогает ,позволяя отдохнуть на неинформативных участках текста . А самая полная,самая достоверная информация не может быть новой.

С точки зрения техники , свойство полезности рассматривать бессмысленно, так как задачи машине ставит человек.

Знать

Свойства информации:

1.Информация обьективна, Обьективность---Субъективность если она не зависит от чьего-

либо мнения,суждения.

2.Информация достоверна,

если она отражает истинное Достоверность--Недостоверность

положение дел. (ложность)

3.Информация полна ,если ее

достаточно для понимания и Полнота-------------Неполнота

принятия решения.

4.Информация актуальна Неактуальность

(своевременна),если она важ- Актуальность--- (устаревшая или

на,существенна для настояще- несвоевременная)

го времени.

5.Полезность информации

оценивается по тем задачам, Ценность -----Бесполезность

которые мы можем решить с (полезность)

ее помощью.

6.Информация понята ,если

она выражена на языке ,дос- Ясность, ------Непонятность

тупном для получителя. Понятность

Задания:

1.Приведите примеры

--достоверной,но необъективной информации;

--объективной,но недостоверной информации;

--полной,достоверной,но бесполезной информации;

--неактуальной информации;

--актуальной,но неполной информации.

В следующих примерах определите свойства встречающейся информации:

2.Идет вступительный экзамен по математике.Вы попросили у соседа его решение задачи. Шпаргалка содержала полное и правильное решение ,но…на японском языке.

3.На следующий день вспупительная коммисия вынесла правильные решения всех задач.

4.Один персидский царь, собираясь завоевать соседнее государство, обратился к оракулу с вопросом :"Что произойдет, если я со своим войском переправлюсь через пограничную реку?" Оракул ответил: "Государь ,ты разрушишь великое царство". Удовлетворившись таким предсказанием, завоеватель переправился со своим войском через реку и был разгромлен противной стороны. Во гневе он обратился к оракулу, обвиняя того в обмане. На что оракул ответил: "Государь, а разве твое царство было не велико?"

5. Какими свойствами может обладать информация о будущем (предсказания, гадания, пророчества)

6. Приведите пример необъективной, недостоверной, неполной, неактуальной, бесполезной, непонятной информации.

7. Поговорку "Ты, парень, срубил дерево не по плечу" можно трактовать как:

--срубить - срубил, а унести не смог;

--завоевал женщину, которую не удержать;

--пробился к месту, которое не по способностям;

Какие свойства информации здесь проявляются?

Любую информацию можно характеризовать с точки зрения её объективности , достоверности , полноты , актуальности , понятности и полезности .

Социальная ( общественная ) информация обладает ещё и дополнительными свойствами . А именно :

7. Имеет семантический ( смысловой ) характер , т.е. понятийный , т.к. именно в понятиях обобщаются наиболее существенные признаки предметов , процессов и явлений окружающего мира .

8 . 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 др.

9. С течением времени количество информации растёт , информация накапливается , происходит её систематизация , оценка и обобщение . Это свойство назвали ростом и кумулированием информации .

10 . Старение информации заключается в уменьшении её ценности с течением времени . Старит информацию не само время , а появление новой информации , которая уточняет , дополняет или отвергает полностью или частично более раннюю информацию .

Научно – техническая информация стареет быстрее , эстетическая ( произведение искусства ) – медленнее.

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

У человека пять органов чувств:

- -зрение;глазами люди различают цвета, воспринимают зрительную информацию, к которой относится и текстовая, и графическая ;

- слух; ушами воспринимается звуковая информация – речь, музыка, звуковые сигналы, шум;

- обоняние; носом люди получают информацию о запахах окружающего мира;

- вкус; с помощью вкусовых рецепторов языка можно получить информацию о том, каков предмет на вкус- горький, кислый, сладкий, соленый;

- осязание; кончиками пальцев ( или просто кожей), на ощупь можно получить информацию о температуре предмета- горячий он или холодный, о качестве его поверхности – гладкий или шершавый.

Человек получает информацию о внешнем мире с помощью своих органов чувств. Практически около 90 % информации человек получает при помощи органов зрения(визуальный), примерно 9 % - при помощи органов слуха (аудиальный) и только 1 % при помощи остальных органов чувств ( обоняние, вкуса, осязания).Следует отметить, что органы чувств человека получили название анализаторов, поскольку именно через эти органы информация попадает в головной мозг.А вот, например, для лисы, собаки и многих других животных основная информация та, которая поступает через нос. У них хорошо развито обоняние. Для летучих мышей главная информация – звуковая, они воспринимают её своими большими, чуткими ушами.

Компьютер, помогающий человеку хранить и обрабатывать информацию, приспособлен, в первую очередь, для обработки текстовой, числовой, графической информации.

Во-вторых, по форме представления информации.

Рассмотрим только те из них, которые “ понимают” технические устройства ( в частности, компьютер).

Текстовая информация, например, текст в учебнике, сочинение в тетради, реплика актера в спектакле, прогноз погоды, переданный по радио. Заметим, что в устном общении ( личная беседа, разговор по телефону, радиопостановка спектакля ) информация может быть представлена только в словесной, текстовой форме.

Числовая информация, например, таблица умножения, арифметический пример, счёт в хоккейном матче, время прибытия поезда и др. В “ чистом ” виде числовая информация встречается редко, разве что на контрольных по математике. Чаще всего используется комбинированная форма представления информации.

Рассмотрим пример. Вы получили телеграмму: “ Встречайте двенадцатого. Поезд прибывает в восемь вечера “. В данном тексте “ двенадцатого” и “ восемь “ мы понимаем как числа, хотя они и выражены словами.

Графическая информация: рисунки, схемы, чертежи, фотографии.

Такая форма представления информации наиболее доступна, так как сразу передаёт необходимый образ (модель), а словесная и числовая требуют мысленного воссоздания образа. В тоже время графическая форма представления не даёт исчерпывающих разъяснений о передаваемой информации. Поэтому наиболее эффективно сочетание текста, числа и графики.

Например, при решении задач по геометрии мы используем чертёж (графика) + пояснительный текст (текст ) + численные расчёты ( числа ).

Музыкальная (звуковая).

В настоящее время мультимедийная (многосредовая, комбинированная) форма представления информации в вычислительной технике становится основной. Цветная графика сочетается в этих системах со звуком и текстом, с движущимися видеоизображением и трёхмерными образами.

В-третьих, по общественному значению.

Информация может быть:

– личной- это знания, опыт, интуиция, умения, эмоции, наследственность конкретного человека.

- общественной: - это общественно-политическая, научно-популярная ( то, что мы получаем из средств массовой информации. Кроме того, это опыт всего человечества, исторические, культурные и национальные традиции и др.);

- обыденная информация: та, которой мы обмениваемся в процессе общения;

- эстетическая: изобразительное искусство, музыка, театр и др.

- специальная:

- научная;

- производственная;

- техническая;

- управленческая.

Говорить об ” информации ” вообще, а не применительно к какому-то её конкретному виду (роду, типу, классу) беспредметно.

Виды классификации информации:

по способам

восприятия

по форме

представления

по общественному значению

визуальная

аудиальная

тактильная

обонятельная

вкусовая

Текстовая

Числовая

Графическая

Музыкальная

Комбинированная

Массовая

Специальная

Личная

- обыденная

- общественно-политическая

- эстетическая

- научная

- производственная

- техническая

- управленческая

- знания

- умения

- интуиция

Задания:

1. Приведите примеры информации, представленной в текстовой, числовой, графической форме.

2. Приведите пример, в котором числовая информация используется вместе с текстовой, графическая вместе с числовой.

3. Назовите виды информации, которые являются основными для человека, животных, компьютера.

4. Укажите, в каком виде представлена информация в следующих примерах:

Пример	Вид информации по способу восприятия по форме представления	Носители
Задача по алгебре
Письмо
Картина
Опера
Радиопередача
Телевизионная передача
Аромат сирени
Вкус лимона
Жёлтый цвет

Некоторое представление о разнообразии видов информации может дать следующее определение информации, приведённое в СЭС (советский энциклопедический словарь): “ Информация – это общенаучное понятие, включающее обмен сведениями между людьми, чело-

Содержание теоретического материала второго урока. Представление информации.

Одну и ту же информацию мы можем выразить разными способами. Например, каким образом Вы можете сообщить об опасности?

- Если на Вас напали, вы можете просто крикнуть «Караул!!!» (англичанин крикнет «Help me!»);

- если прибор под высоким напряжением, то требуется оставить предупреждающий знак (рисунок);

- на оживленном перекрестке регулировщик помогает избежать аварии с помощью жестов;

- в театре пантомимы вся информация передается зрителю исключительно с помощью мимики и жестов;

- на флоте используют также семафорную и флажковую сигнализацию.

В каждом из этих примеров мы должны знать правила, по которым мы отобразим информацию об опасности тем или иным способом. Такое правило назовем кодом.

Обычно каждый образ при кодировании (иногда говорят шифровке) представлен отдельным знаком.

Знак-это элемент конечного множества отличных друг от друга элементов.

Знак вместе с его смыслом называют символом.

Набор знаков, в котором определен порядок знаков, называется алфавитом.

Существует множество алфавитов.

- -алфавит кириллических букв {А,Б,В,Г,Д,Е,…};

- -алфавит латинских букв {A,B,C,D,E,F,…};

- алфавит десятичных цифр {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};

- алфавит знаков зодиака и другие

Существуют, однако, наборы знаков, для которых нет какого-то общепринятого порядка:

- набор знаков азбуки Брайля (для слепых);

- набор знаков планет;

- набор знаков генетического кода А, Ц, Г, Т.

Особенно важное значение имеют наборы, состоящие всего из двух знаков:

- пара знаков { +, - };

- пара знаков « точка», «тире» { . , -};

- пара цифр {0, 1};

- пара ответов {да, нет}.

Рассмотрим более подробно двоичный алфавит {0,1}. Тогда, чтобы отличить их от привычных ( десятичных) нуля и единицы, про каждый знак мы должны сказать: знак “0” из двоичного набора знаков ; знак “1” из двоичного набора знаков. Удобнее было бы сказать : двоичный знак , но тогда нам безразлично “0” это или “1”, главное , что это какой-то один из двух знаков двоичного алфавита. Двоичный знак - ( англ.binary digit) получил название бит.

Важнейшие технические коды возникли с появлением электрического телеграфа, например, азбука Морзе; набор знаков второго международного телеграфного кода (телекс).

Код используется для представления информации в виде, удобном для хранения и передачи.

Длиной кода назовем то количество знаков, которое используется для представления того или иного числа.

(количество символов в алфавите кодирования и длина кода - совершенно разные вещи , например , в русском алфавите 33 буквы , а слова могут быть длиной в 1, 2, 3, … буквы).

Коды различной длины в технике встречаются довольно редко. Исключением является лишь код Морзе. Сэмюэль Финли Бриз Морзе был первым президентом Национальной академии искусств США. В 42 года он бросил живопись, чтобы целиком посвятить себя изобретению телеграфа.

Взгляните на международную азбуку Морзе.

A . -

B - . . .

C - . - .

D - . .

E .

F ..- .

G - - .

H . . . .

I . .

J . - - -

K - . –

L . - . .

M - -

N - .

О - - -

P . -- .

Q - - . –

R . - .

S . . .

T -

U . . –

V . . .-

W . - -

X - . . –

Y - . –

Z - - . .

Азбука Морзе- это троичный код , с набором знаков точка , тире , пауза. Необходимо использовать паузу в качестве разделителя между буквами и словами, так как длина кода непостоянна. В кодах с постоянной длиной закодированные символы могут следовать друг за другом непосредственно. Расположение этих символов устанавливается с помощью отсчета. И, таким образом, сообщение может быть раскодировано однозначно.

Применение кодов с постоянной длиной позволяет нам использовать для кодирования двоичный алфавит как наиболее простой. Чем меньше букв в алфавите, тем проще должна быть устроена «машина» для распознавания (дешифровки) информационного сообщения. Однако, чем меньше букв в алфавите , тем большим их количеством (большей длиной кода) может быть записана одна и та же информация .

Кол-во

символов

в алфавите

Длина

кода

Максимум, сколько можно закоди-

ровать

Минимальная длина кода для кодирования 200 различных символов

Решение задачи

кол. символов длина

кода

…

2¹ =2

2²=4

2³=8

…

2ⁿ

2⁷=128- мало

2⁸=256 –достаточно

ответ : 8

100

200

1000

…

3⁴=81-мало

3⁵=243-достаточно

ответ:5

100

200

1000

…

4³=64-мало

4⁴=256-достаточно

ответ: 4

100

200

1000

…

kⁿ

Пусть к=60

60²=3600- достаточно

ответ: 2

100

200

1000

Задания

1.Закодируйте сообщение «PASCAL 6.0» используя КОИ-8 (см.таблицу)

00100000

00100001

00100010

00100011

00100100

00100101

00100110

00100111

00101000

00101001

00101010

00101011

00101100

00101101

00101110

00101111

пробел

“

‘

(

)

00110000

00110001

00110010

00110011

00110100

00110101

00110110

00110111

00111000

00111001

00111010

00111011

00111100

00111101

00111110

00111111

;

01000000

01000001

01000010

01000011

01000100

01000101

01000110

01000111

01001000

01001001

01001010

01001011

01001100

01001101

01001110

01001111

01010000

01010001

01010010

01010011

01010100

01010101

01010110

01010111

01011000

01011001

01011010

01011011

01011100

01011101

01011110

…

[

]

Ответ:

01010000010000010101001101000011010000010100110000100000001101100010111000110000

2.Раскодируйте сообщение переданное с помощью азбуки Морзе:

. . . - . . - - - . . . - . - . - - - - - . . -

3. Сколько различных символов можно закодировать кодом длины 8 в алфавите:

а) {0,1}

б) {#,$,%}

в) {А, Ц, Г, Т}

4.Нам нужно закодировать в двоичном алфавите все символы, представленые на клавиатуре:

– латинские буквы (26 строчных +26 прописных);

– русские буквы (33 строчных +33 прописных);

– цифры (10);

– знак препинания {., :!? -; “ пробел);

– скобки ( ( ), [ ] ,{ })

– специальные символы ( @ # $ % & *)

– псевдографические символы для создания таблиц

Какая минимальная длина кода должна быть выбрана?

Теоретический материал 3 урока.

Измерение информации.

1. Измерение информации в быту (информация как новизна)

Вы получили какое-то сообщение (например, прочитали статью в любимом журнале). В этом сообщении содержится какое-то количество информации. Как оценить, сколько информации Вы получили? Другими словами, как измерить информацию?

Можно ли сказать, что чем больше статья, тем больше информации она содержит?

Разные люди, получившие одно и то же сообщение, по-разному оценивают количество информации, содержащееся в нем. Это происходит оттого, что знания людей об этих событиях, явлениях до получения сообщения были различными. Поэтому те, кто знал об этом мало, сочтут, что получили много информации, те же, кто знал больше, чем написано в статье,- скажут, что информации не получили вовсе. Количество информации в сообщении, таким образом, зависит от того, насколько ново это сообщение для получателя.

При таком подходе непонятно, по каким критериям можно ввести единицу измерения информации.

Следовательно, с точки зрения информации как новизны, мы не можем оценить количество информации, содержащейся в научном открытии, новом музыкальном стиле, новой теории общественного развития.

2. Измерение информации в технике.

В технике( информацией считается любая хранящаяся, обрабатываемая или передаваемая последовательность знаков, символов) часто используют простой и грубый способ определения количества информации, который может быть назван объемным. Он основан на подсчете числа символов в сообщении, то есть связан с его длиной и не учитывает содержания.

Длина сообщения зависит от числа различных символов, употребляемых для записи сообщения. Например, слово «мир» в русском алфавите записывается тремя знаками, в английском пятью (реасе), а в КОИ-8 - двадцатью четырьмя битами (111011011110100111110010).

Исходное сообщение	Количество информации
на языке	в машинном представлении (КОИ-8)	в символах	в битах	в байтах
Рим	11110010 11101001 11101101	3	24	3
мир	11101101 11101001 11110010	3	24	3
миру мир!	11101101 11101001 11110010 11110101 00100000 11101101 1110101 11110010 00100001	9	72	9
(** */	00101000 00101010 00101010 00100000 00101010 00101111	6	48	6

В вычислительной технике применяются две стандартные единицы измерения: бит (binary digit) и байт (byte). Конечно, будет правильно, если Вы скажете: “В слове “Рим” содержится 24 бита информации, а в сообщении “Миру мир!” – 72 бита”. Однако прежде чем измерить информацию в битах, Вы определяете количество символов в этом сообщении. Нам привычней работать с символами, машине – с кодами. Каждый символ не случайно кодируется 8-битным кодом. Мы уже обсуждали, почему это так. Поэтому для удобства была введена более “крупная” единица информации в технике (преимущественно в вычислительной) – байт. Теперь Вам легче подсчитать количество информации в техническом сообщении – оно совпадает с количеством символов в нём.

Получение информации (её увеличение) одновременно означает увеличение знания, что, в свою очередь, означает уменьшение незнания или информационной неопределённости.

Книга лежит на одной из двух полок – верхней или нижней. Сообщение о том, что книга лежит на верхней полке, уменьшает неопределенность ровно вдвое.

В простейшем случае выбор одного из двух сообщений (“да”) или “нет”, “1” или “0”) принимают за единицу информации. Она названа бит, что означает двоичная цифра. Вопрос ценности этой информации для получателя – это уже из иной области.

Количество информации зависит от вероятности получения данного ответа.Причем чем больше вероятность события, тем меньше количество информации в сообщении о таком событии.

В технике (теория кодирования и передачи сообщений) под количеством информации понимают количество кодируемых, передаваемых или хранимых символов.

Бит – двоичный знак двоичного алфавита {0,1}.

Бит - минимальная единица измерения информации.

Байт – единица количества информации в системе Си.

Байт - это восьмиразрядный двоичный код, с помощью которого можно представить один символ.

При вводе в ЭВМ символа с клавиатуры машине передается 1 байт информации.

Единицы измерения информации в вычислительной технике

1бит
1байт	=8бит
1Кбайт (килобайт)	=2^10байт= 1024байт	~1тысяча байт
1Мбайт (мегабайт)	=2^10Кбайт=2^20байт	~1миллион байт
1Гбайт (гигабайт)	=2^10Ьбайт=2^30байт	~1миллиард байт

Информационный объем сообщения (информационная емкость сообщения) – количество информации в сообщении, измеренное в битах, байтах или производных единицах ( Кбайтах, Мбайтах и т.д.).

В теории информации количеством информации называют числовую характеристику сигнала, которая не зависит от его формы и содержания и характеризует неопределенность, которая исчезает после получения сообщения в виде данного сигнала. В этом случае количество информации зависит от вероятности получения сообщения о том или ином событии.

Для абсолютно достоверного события (событие обязательно произойдет, поэтому его вероятность равна 1) количество вероятности в сообщении о нем равно 0. Чем невероятнее событие, тем большую информацию о нем несет сообщение.

Лишь при равновероятных ответах ответ “да” или “нет” несет один бит информации.

Задачи:

1. Измерьте информационный объем сообщения “Ура! Закончились каникулы!!” ( с точки зрения технического подхода, то есть не учитывая смысл сообщения).

2. Измерьте примерную информационную емкость 1 страницы учебника, всего учебника.

3. Сколько таких учебников может поместиться на дискете емкостью 360 Кбайт, 1.44 Мбайт, на винчестер в 420 Мбайт?

4. В 100 Мб можно “уместить”:

страниц текста	50000 или 150 романов
цветных слайдов высочайшего качества	150
аудиозапись речи видного политического деятеля	1.5 часа
музыкальный фрагмент качества CD- стерео	10 минут
фильм высокого качества записи	15 секунд
протоколы операций с банковским счетом	за 1000 лет

5. Сколько следует задать вопросов и как их следует формулировать, чтобы оценить сообщение о том, что вагон стоит на одном из 16 путей?

6. Шарик находится в одном из 64 ящичков. Сколько единиц информации будет содержать сообщение о том, где находится шарик?

Теоретический материал 4 урока.

1.”Все, иду сегодня в театр, - твердо решили Вы в одно прекрасное

воскресное утро –

Узнать бы, какой сегодня спектакль!”.

Итак, цель определена : выяснить автора и название пьесы. Как будет решаться

поставленная задача?

Ваши возможные действия:

-поискали газету, где, кажется, был еженедельный репертуар

-вспомнили, что в 7.40 по радио обычно передают театральную афишу

-позвонили по телефону другу-театралу, который уж точно в курсе

-“Ну уж справочная-то все знает!”-считаете Вы, набирая на телефоне номер 09

Вполне возможные результаты:

-не нашли

-Ваши часы показывают уже 8.10

-“Таких справок не даем”, -огорченно слышите в ответ

Вы затратили время и энергию, а задачу не решили. Это результат неэффективно организованного поиска информации.

2 .Вы задумались о том, какую профессию выбрать, и решили, что она должна быть связана с производством и использованием компьютеров. Какие это профессии, в каком учебном заведении и на каком факультете можно приобрести такую специальность, Вы пока не знаете.

Первое, чем Вам придется заняться –это поиском информации.

Что Вы можете предпринять?	Ожидаемый результат	Этапы поиска
Поговорить с родителями	Получение совета, с чего начать и что для этого сделать + психологическая поддержка	Определение направления поиска
Обратиться в профориентационный центр	Получение перечня профессий, отвечающих Вашим интересам	Предварительное знакомство
Взять в библиотеке справочник для поступающих в вузы	Получение краткой информации о вузах, факультетах и специальностях. Выбор адресов	Конкретизация информации
Послать запросы в приемные комиссии выбранных вузов	Получение рекламных проспектов и условий приема в данный вуз	Уточнение информации
Побеседовать со студентами или выпускниками выбранного факультета	Получение субъективных и эмоциональных характеристик специальности	Углубление полученных знаний
Хорошенько все обдумать и обсудить ситуацию с родителями	Укрепиться в своем решении или отказаться от него и начать все сначала	Анализ полученной информации

Успех Вашего выбора в большой степени будет зависеть от того, как Вы

организовали поиск информации.

Процессы, связанные с поиском, хранением, передачей, обработкой и

использованием информации, называются информационными процессами.

ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ

1. …И царица над ребенком, Источник информации – царица

Как орлица над орленком; Кодирование информации – написа-

Шлет с письмом она гонца, ние письма. Канал связи – гонец

Чтоб обрадовать отца.

А ткачиха с поварихой,

С сватьей бабой Бабарихой Помехи

Извести ее хотят,

Перенять гонца велят; Искажение информации

Сами шлют гонца другого

Вот с чем от слова до слова… Декодирование информации – чте-

… ние письма

Как услышал царь-отец, Приемник информации – царь

Что донес ему гонец… Салтан

2. В жаркой Индии по берегам рек растут густые заросли растения «стыдливая мимоза». Когда начинается тропический ливень, стыдливая мимоза спешит свернуть свои листочки, спасая их от сильных струй. Но самое интересное состоит в том, что, как только первые капли дождя упадут хотябы на одно из растений, сигнал о наступающем дожде передается от ветки к ветке и все растения длинной цепи зарослей сворачивают свои листья.

3. Человечество придумало много устройств для быстрой передачи информации: телеграф, радио, телефон, телевизор. К числу устройств, передающих информацию с большой скоростью, относят электронно-вычислительные машины, хотя правильнее было бы сказать – телекоммуникационные сети.

4. При телефонном разговоре

источник сообщения – человек говорящий,

кодирующее устройство – микрофон – преобразует звуки слов в электрические импульсы,

канал связи – телефонная сеть (провод),

декодирующее устройство – та часть трубки, которую мы подносим к уху, здесь электрические сигналы снова преобразуются в звуки,

приемник информации – человек слушающий

В процессе передачи информации обязательно участвуют источник и приемник информации,: первый передает информацию, второй ее получает. Между ними действует канал информации – канал связи.

Канал связи – совокупность технических устройств, обеспечивающих передачу сигнала от источника к получателю.

Кодирующее устройство – устройство, преднозначенное для преобразования исходного сообщения источника информации к виду, удобному для передачи.

Декодирующее устройство – устройство для преобразования кодированного сообщения в исходное.

Деятельность людей всегда связана с передачей информации.

Информацию передают друг другу не только люди, но и животные и растения.

В процессе передачи информация может теряться и искажаться: искажение звука в телефоне, атмосферные помехи в радио, искажение или затемнение изображения в телевидении, ошибки при передаче в телеграфе. Эти помехи, или, как их называют специалисты, шумы, искажают информацию. К счастью, существует наука, разрабатывающая способы защиты информации – криптология.

декодирующее

устройство

кодирующеее

устройство

приемник

источник

канал связи

Задачи

1. Приведите примеры передачи информации в обществе и в природе.

2. Приведите примеры из истории и литературы, когда при передачи информация преднамеренно искажалась. К чему это привело?

3. На уроке информатики.

Вовочка

(думает: «Очень хочется пить!»)

говорит: «Вера Ивановна, можно выйти?»

Вера Ивановна

(думает: «Наверное, он не знает урока и надеется, что за оставшиеся 5 минут до конца урока я не успею его спросить».)

говорит: «Вовочка, к доске!»

Определите в данном примере источник информации, кодирование и декодирование, канал связи, приемник информации, помехи и причину их возникновения.

Обработка информации.

1. На уроке информатики.

Вовочка

(думает: “Очень хочется пить!”)

говорит:”Вера Ивановна, можно выйти?”

Вера Ивановна

(думает:”Наверное, он не знает урока и надеется, что за оставшиеся 5 минут до конца урока я не успею его спросить”).

говорит: “Вовочка, к доске!”.

Так как Вы добросовестно выполняете наши задания, то мы уверены, что раньше Вы совершенно верно определили источник и приемник информации, кодирование и декодирование в данном примере. Вы догадались, что Вовочка и Вера Ивановна не поняли друг друга. Но причиной этого непонимания являются вовсе не помехи, хотя мы попытались “подсунуть” Вам эту идею.

Источником информации здесь являются мысли Вовочки. Он закодировал их словами по своему правилу. Если бы Вера Ивановна знала это правило, то она, конечно же, дала ему возможность “не умереть” от жажды. Но Вера Ивановна обработала слова Вовочки совсем по другому правилу. В этом-то все дело.

Очень часто в жизни нам приходится находить (угадывать, вычислять) правило, по которому происходит обработка информации.

Попробуйте определить в следующих примерах правила обработки информации.

Входная информация	Выходная информация
1	1
7	1
10	2
187	3
1996	4

Входная информация	Выходная информация
48	12
1991	10
183	9
25431	6

Входная информация	Выходная информация
1	0
2	0
10	9
3	3
20	18
1996	1995

В примерах 5-7 каждый следующий элемент получен по некоторому правилу. Угадайие это правило.

5. Победа, обеда, беда, еда, …;

6. о, д, т, ч, п, ш, с, в, д, д, …;

7. 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, …;

Обрабатывать можно информацию любого вида.

Правила обработки могут быть самыми разнообразными.

Но всегда ли необходимо знать, как, по каким правилам входная информация преобразовывается в выходную?

8. Дети не знают, что внутри у заводной игрушки. Им известно одно: заведи – она едет. (Вам-то, конечно, уже известно: на “входе” – энергия сжатой пружины, на “выходе” – движение колес).

9. Мама, ничего не знающая об устройстве телевизора, видит на экране помехи во время ее любимого сериала. Она начинает дергать и крутить его и так и этак, надеясь получить четкое изображение.

Выражаясь языком кибернетики, она начинает манипулировать “входами”, надеясь получить на “выходе” устранение препятствия.

Такие системы, в которых наблюдателю доступны лишь входные и выходные величины, а структура и внутренние процессы неизвестные назовем черным ящиком.

Не будет преувеличением сказать, что любая вещь, любой предмет, любое явление – любой познаваемый объект – всегда первоначально выступает как “черный ящик”.

10. Перед инженером стоит гарантийный компьютер. Разбтрать его нельзя, но инженер должен решить, возвращать аппарат для ремонта или заменить новым.

11. В практической деятельности врач сталкивается с внешними проявлениями болезни, но истинное состояние организма больного ему неизвестно. Перед врачем задача “черного ящика”.

Таким образом, “черный ящик” – это система, об устройстве и принципах деятельности которой мы ничего не знаем.

Совет. Вам легче будет жить, если на урока Вы будете применять принцип “черного ящика”. Так, например, если учитель говорит Вам, что при работе компьютера клавиша <Shift> служит для набора прописных букв, значит, так оно и есть. Не пытайтесь понять, из какого материали сделана эта клавиша, каков принцип работы клавиатуры и почему она называется <Shift>, а не <Ctrl>.

Ответы.

2. Сумма минимальной и максимальной цифр числа.

3. Количество цифр в числе.

4. Максимальное целое, кратное трем, не превосходящее данное.

5. Отбрасывание первой буквы слова.

6. Начальные буквы названий натуральных чисел (один, два, …)

7. Каждое число, начиная с третьего, равно сумме двух предыдущих.

Тема: Информация и информационные процессы

Измерение информации.

Рисунки Тассили свидетельствуют, насколько недавно колебание мирового климата опустошило плодородные земли и создало

Под информацией в семантической теории (смысл сообщения) понимают сведения обладающие новизной

Информация нужна человеку не вообще, а конкретно и в нужное время для ориентирования в окружающем мире и принятия решений о своих дальнейших действиях

Пэтому и появились носители информации, пригодные для транспортировки (глиняные таблицы, дощечи, папирус, пергамент, бумага, … ,магнитные носители, лазерные носители,…)

Неполная информация может привести к ошибочному выводу или решению

Понятность Задания: 1.Приведите примеры --достоверной,но необъективной информации; --объективной,но недостоверной информации; --полной,достоверной,но бесполезной информации; --неактуальной информации; --актуальной,но неполной информации

Имеет языковую природу ( кроме некоторых видов эстетической информации ,например , изобразительного искусства )

Компьютер, помогающий человеку хранить и обрабатывать информацию, приспособлен, в первую очередь, для обработки текстовой, числовой, графической информации

Говорить об ” информации ” вообще, а не применительно к какому-то её конкретному виду (роду, типу, классу) беспредметно

Картина Опера

Существуют, однако, наборы знаков, для которых нет какого-то общепринятого порядка: - набор знаков азбуки

J . - - - K - . – L

Пусть к=60 60 2 =3600- достаточно ответ: 2 10 33 100 200 1000 1 1 2 2 2

Какая минимальная длина кода должна быть выбрана?

КОИ-8) в символах в битах в байтах

При вводе в ЭВМ символа с клавиатуры машине передается 1 байт информации

CD - стерео10 минут фильм высокого качества записи15 секунд протоколы операций с банковским счетом за 1000 лет 1

Что Вы можете предпринять?

Вот с чем от слова до слова…

Эти помехи, или, как их называют специалисты, шумы, искажают информацию

Ивановна не поняли друг друга.

Входная информация Выходная информация 1 1 7 1 10 2 187 3 1996 4 3

Такие системы, в которых наблюдателю доступны лишь входные и выходные величины, а структура и внутренние процессы неизвестные назовем черным ящиком

Материалы на данной страницы взяты из открытых истончиков либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.

15.05.2023