Лекция №2. Информационные процессы
Оценка 5

Лекция №2. Информационные процессы

Оценка 5
doc
20.11.2021
Лекция №2. Информационные процессы
Лекция №2 Информационные процессы.doc

Лекция №2.

Информационные процессы

 

1. Информационные процессы: получение, передача, преобразование,

хранение и использование информации

Информация несёт человеку новые знания об объектах, процессах, явлениях. Процесс обработки информации очень сложен и зависит от множества факторов как объективного, так и субъективного характера. На протяжении всей своей жизни человек постоянно участвует во всевозможных информационных процессах.

Информационный процесс – процесс, в результате которого осуществляется приём, передача (обмен), преобразование, хранение и использование информации.

Получение информации основано на отражении различных свойств объектов, явлений и процессов окружающей среды. В природе такого рода отражение выражается в восприятии с помощью органов чувств. Человек пошел дальше по этому пути и создал множество приборов, которые многократно усиливают природные способности к восприятию.

Человек воспринимает с помощью органов чувств следующую информацию:

-     визуальная (восприятие зрительных образов, различение цветов и т.д.) – с помощью зрения;

-     звуковая (восприятие музыки, речи, сигналов, шума и т.д.) – с помощью слуха;

-     обонятельная (восприятие запахов) – с помощью обоняния;

-     вкусовая (восприятие посредством вкусовых рецепторов языка) – с помощью вкуса;

-     тактильная (посредством кожного покрова восприятие информации о температуре, качестве предметов и т.д.) – с помощью осязания.

Информация передаётся в виде сообщений от некоторого источника информации к её приёмнику посредством канала связи между ними. Источник посылает передаваемое сообщение, которое кодируется в передаваемый сигнал. Этот сигнал посылается по каналу связи. В результате, в приёмнике появляется принимаемый сигнал, который декодируется и становится принимаемым сообщением.

 

                                                    канал связи

                                                                             

помехи

 
                          ИСТОЧНИК                                ПРИЁМНИК

 

Пример: сообщение, содержащее информацию о прогнозе погоды, передаётся приёмнику (телезрителю) от источника – специалиста-метеоролога посредством канала связи – телевизионной передающей аппаратуры и телевизора.

Передача информации по каналам связи часто сопровождается воздействием помех, вызывающих искажение и потерю информации.

Обработка информации подразумевает преобразование её к виду, отличному от исходной формы или содержания информации. Наиболее общая схема обработки информации такова:

Входная информация

(сведения, которые получает человек или устройство) + запас имеющихся знаний и опыта

Обработка (преобразование) информации

Выходная информация (новая)

 

Процесс изменения информации может включать в себя, например, такие действия: численные расчёты, редактирование, упорядочивание, обобщение, систематизация и т.д.

Развитие человечества не было бы возможно без сохранения знаний.  В результате мы так много знаем о минувших веках. Человеческий разум является самым совершенным инструментом познания мира. А память человека – великолепное устройство для хранения полученной информации.

Чтобы информация стала достоянием многих людей, необходимо иметь возможность хранить её помимо памяти одного человека. Необходим какой-нибудь материальный объект, предназначенный для хранения информации – носитель информации.

Хранение информации – это её накопление на различных носителях.

Носитель информации – среда для записи и хранения информации:

-   любой материальный предмет;

-   волны различной природы;

-   акустические носители;

-   электромагнитные носители;

-   гравитационные носители;

-   вещество в различном состоянии;

-   компьютерные носители.

Хранение информации имеет большое значение для многократного использования информации, передачи информации во времени.

С помощью органов чувств люди воспринимают информацию, осмысливают её и на основании своего опыта, имеющихся знаний, интуиции принимают определённые решения (используют информацию). Эти решения воплощаются в реальные действия, которые в разной степени преобразуют окружающий мир.

С середины XX в. интенсивность информационных процессов существенно увеличилась. В лавинообразном потоке информации ориентироваться всё труднее и труднее. Подчас оказывается проще заново создать какой-либо продукт, нежели разыскивать аналог, сделанный ранее. Встречным процессом является постоянное обновление и совершенствование способов, помогающих человеку воспринимать, преобразовывать, хранить и использовать информацию.

 

2. Информационные процессы в живой природе, обществе, технике

 Получение и преобразование информации является необходимым условием жизнедеятельности любого организма.

Клетка любого растения воспринимает изменения внешней среды (температуру, влажность, время суток) и соответствующим образом реагирует на них (осенью опадают листья, определённые виды растений зацветают в одно и то же время года).

Представители животного мира воспринимают информацию головным и спинным мозгом. Степень развития мозга определяет реакцию животного на поступающие сообщения (ёж при прикосновении к нему сворачивается в шар, собака при возникновении опасности начинает нападать на обидчика и кусать его).

Живые существа способны не только воспринимать информацию из окружающей среды с помощью органов чувств, но и обмениваться ею между собой.
     Человек также воспринимает информацию с помощью органов чувств, а для обмена информацией между людьми используются языки. За время развития человеческого общества таких языков возникло очень много. Прежде всего, это родные языки (русский, татарский, английский и др.)» на которых говорят многочисленные народы мира. Роль языка для человечества исключительно велика. Без него, без обмена информацией между людьми было бы невозможным возникновение и развитие общества.

Информационные процессы характерны не только для живой природы, человека, общества. Человечеством созданы технические устройства — автоматы, работа которых также связана с процессами получения, передачи и хранения информации. Например, автоматическое устройство, называемое термостатом, воспринимает информацию о температуре помещения и в зависимости от заданного человеком температурного режима включает или отключает отопительные приборы.

 

3. Информационные основы  процессов управления

Жизнедеятельность любого организма или нормальное функционирование технического устройства связаны с процессами управления. Процессы управления включают в себя получение, хранение, преобразование и передачу информации.

В повседневной жизни мы встречаемся с процессами управления очень часто:

– пилот управляет самолетом, а помогает ему в этом автоматическое устройство - автопилот;

– директор и его заместители управляют производством, а учитель - обучением школьников;

– процессор обеспечивает синхронную работу всех узлов компьютера, каждым его внешним устройством руководит специальный контроллер;

– без дирижера большой оркестр не может согласованно исполнить музыкальное произведение, а хоккейная или баскетбольная команда обязательно имеет одного или нескольких тренеров, которые организуют подготовку спортсменов к соревнованиям.

Управление – это целенаправленное взаимодействие объектов, одни из которых являются управляющими, а другие - управляемыми. Модели, описывающие информационные процессы управления в сложных системах, называются информационными моделями процессов управления. В любом процессе управления всегда происходит взаимодействие 2-х двух объектов – управляющего и управляемого, которые coединены каналами прямой и обратной связи. По каналу прямой связи передаются управляющие сигналы, а по каналу обратной связи –информация о состоянии управляемого объекта.

Процесс управления имеет определенные общие закономерности. Их изучением занимается специальная наука, которая называем кибернетикой. Основоположником кибернетики считается американский ученый Норберт Винер. Большой вклад в развитие теоретической и прикладной кибернетики внесли русские ученые: академики A. Берг и В. Глушков.

Управление является информационным процессом. Действительно для принятия тех или иных решений и их реализации требуете, постоянно производить различные действия с информацией: получить и обработать данные о состоянии регулируемого объекта и окружающее его среды, передать контролируемому объекту управляющие команды для изменения его состояния в соответствии с целью управления. Часто при организации процесса управления требуется также хранить поступающую информацию, для того чтобы использовать ее в дальнейшем. Таким образом, в ходе управления применяются все наиболее важные виды работы с информацией, фигурирующие в определении информационного процесса.

Необходимо отметить, что первоначально все исследования в области информации относились к кибернетике. Однако с развитием науки область ее проблем расширялась, изучались все новые аспекты работы с информацией. В результате возникла более общая наука - информатика, в которую в качестве составной части вошла кибернетика.

Системы, изучаемые в кибернетике, могут быть очень сложными, включающими в себя множество взаимодействующих объектов. Однако для понимания базовых понятий теории можно обойтись простейшей из таких систем, которая содержит всего два объекта - управляющий и исполнительный (управляемый). Примером может служить, например, система, состоящая из светофора и автомобиля.

В простейшем случае управляющий объект посылает свои команды исполнительному объекту, без учета его состояния. В этом случае воздействия передаются только в одном направлении, такая система называется разомкнутой.

Такой процесс не учитывает состояние управляемого объекта и обеспечивает управление по прямому каналу (от управляющего объекта к управляемому). Подобные системы управления называются разомкнутыми. Информационную модель разомкнутой системы  управления можно наглядно представить с помощью следующей схемы:

 

Разомкнутыми системами являются всевозможные информационные табло на вокзалах и аэропортах, которые управляют перемещениями пассажиров. К рассматриваемому классу систем можно сгнести и современные программируемые бытовые приборы.

Как правило, описанная схема управления не очень эффективна и нормально работает только до возникновения экстремальных условий. Так, при больших потоках транспорта возникают пробки, в аэропортах и вокзалах приходится дополнительно открывать справочные бюро, в микроволновой печи при неправильной программе может произойти перегрев и. т. п.

Более совершенные системы управления отслеживают результаты деятельности управляемой системы. В таких системах дополнительно появляется ещё один информационный поток – от объекта управления к системе управления; его принято называть обратной связью. Именно по каналу обратной связи передаются сведения о состоянии объекта и степени достижения (или, наоборот, не достижения) цели управления.

В том случае, когда управляющий объект получает информацию о реальном положении управляемого объекта по каналу обратной связи и производит необходимые перемещения по прямому каналу управления, система управления называются замкнутой. Информационная модель замкнутой системы управления наглядно представлена на схеме:

 

 

Главным принципом управления в замкнутой системе является выдача управляющих команд в зависимости от получаемых сигналов обратной связи. В такой системе управляющий объект стремится скомпенсировать любое отклонение управляемого объекта от состояния, предусмотренного целями управления.
Обратную связь, при которой управляющий сигнал стремится уменьшить (скомпенсировать) отклонение от некоторой поддержи­ваемой величины, принято называть отрицательной.

Примером замкнутых систем управления является хорошо знакомое вам обучение в классе. Здесь управляющую систему представляет учитель, а ученики являются объектом управления. Прямой канал передачи информации - что передача знаний учителем, а обратная связь - ответы учеников, результаты контрольных работ, сочинения и т. п. Благодаря обратной связи в результате анализа проведенной контрольной учитель может, например, провести дополнительный урок по данной теме или, наоборот, особо отличившихся учеников освободить от  заданий.

 

4. Информационная деятельность человека

   Деятельность человека, связанную с процессами получения, преобразования, накопления и передачи информации, называют информационной деятельностью.
     Тысячелетиями предметами труда людей были материальные объекты. Все орудия труда от каменного топора до первой паровой машины, электромотора или токарного станка были связаны с обработкой вещества, использованием и преобразованием энергии. Вместе с тем человечеству пришлось решать задачи управления, задачи накопления, обработки и передачи информации, опыта, знания, возникают группы людей, чья профессия связана исключительно с информационной деятельностью. В древности это были, например, военачальники, жрецы, летописцы, затем — ученые и т. д.

Однако число людей, которые могли воспользоваться информацией из письменных источников, было ничтожно мало. Во-первых, грамотность была привилегией крайне ограниченного круга лиц и, во-вторых, древние рукописи создавались в единичных (иногда единственных) экземплярах.

Новой эрой в развитии обмена информацией стало изобретение книгопечатания. Благодаря печатному станку, созданному И. Гутенбергом в 1440 году, знания, информация стали широко тиражируемыми, доступными многим людям. Это послужило мощным стимулом для увеличения грамотности населения, развития образования, науки, производства.

По мере развития общества постоянно расширялся круг людей, чья профессиональная деятельность была связана с обработкой и накоплением информации. Постоянно рос и объем человеческих знаний, опыта, а вместе с ним количество книг, рукописей и других письменных документов. Появилась необходимость создания специальных хранилищ этих документов — библиотек, архивов. Информацию, содержащуюся в книгах и других документах, необходимо было не просто хранить, а упорядочивать, систематизировать. Так возникли библиотечные классификаторы, предметные и алфавитные каталоги и другие средства систематизации книг и документов, появились профессии библиотекаря, архивариуса.

 В результате научно-технического прогресса человечество создавало все новые средства и способы сбора, хранения, передачи информации. Но важнейшее в информационных процессах — обработка, целенаправленное преобразование информации осуществлялось до недавнего времени исключительно человеком.

Вместе с тем постоянное совершенствование техники, производства привело к резкому возрастанию объема информации, с которой приходится оперировать человеку в процессе его профессиональной деятельности.

Развитие науки, образования обусловило быстрый рост объема информации, знаний человека. Если в начале прошлого века общая сумма человеческих знаний удваивалась приблизительно каждые пятьдесят лет, то в последующие годы — каждые пять лет.

Выходом из создавшейся ситуации стало создание компьютеров, которые во много раз ускорили и автоматизировали процесс обработки информации.

Первая электронная вычислительная машина «ЭНИАК» была разработана в США в 1946 году. В нашей стране первая ЭВМ была создана в 1951 году под руководством академика В. А. Лебедева.

В настоящее время компьютеры используются для обработки не только числовой, но и других видов информации. Благодаря этому информатика и вычислительная техника прочно вошли в жизнь современного человека, широко применяются в производстве, проектно-конструкторских работах, бизнесе и многих других отраслях.

Компьютеры в производстве используются на всех этапах: от конструирования отдельных деталей изделия, его дизайна до сборки и продажи. Система автоматизированного производства (САПР) позволяет создавать чертежи, сразу получая общий вид объекта, управлять станками по изготовлению деталей. Гибкая производственная система (ГПС) позволяет быстро реагировать на изменение рыночной ситуации, оперативно расширять или сворачивать производство изделия или заменять его другим. Легкость перевода конвейера на выпуск новой продукции дает возможность производить множество различных моделей изделия. Компьютеры позволяют быстро обрабатывать информацию от различных датчиков, в том числе от автоматизированной охраны, от датчиков температуры для регулирования расходов энергии на отопление, от банкоматов, регистрирующих расход денег клиентами, от сложной системы томографа, позволяющей « увидеть» внутреннее строение органов человека и правильно поставить диагноз.

Компьютер находится на рабочем столе специалиста любой профессии. Он позволяет связаться по специальной компьютерной почте с любой точкой земного шара, подсоединиться к фондам крупных библиотек не выходя из дома, использовать мощные информационные системы — энциклопедии, изучать новые науки и приобретать различные навыки с помощью обучающих программ и тренажеров. Модельеру он помогает разрабатывать выкройки, издателю компоновать текст и иллюстрации, художнику — создавать новые картины, а композитору — музыку. Дорогостоящий эксперимент может быть полностью просчитан и имитирован на компьютере.

Разработка способов и методов представления информации, технологии решения задач с использованием компьютеров, стала важным аспектом деятельности людей многих профессий.

 

5. Информационная культура человека

Одно из значений термина «культура» может быть понято как уровень развития творческих сил и способностей человека. Культурой определяются знания и умения, профессиональные навыки, уровень интеллектуального, эстетического и нравственного развития, мировоззрение, способы и формы взаимного общения людей. Личная культура человека определяется, во-первых, уровнем его умственного развития, а во-вторых, характером его профессиональной или творческой деятельности. Очевидно, что человек по роду своих занятий связанный с искусством или наукой, должен иметь высокий уровень культуры, который вовсе не обязателен для человека физического труда.

Быть хорошим специалистом в своей области ещё не означает быть высококультурным человеком. Для этого необходим соответствующий уровень эстетического и нравственного развития, владение искусством общения.

В последнее время появилась новая категория культуры – информационная. Это вызвано тем, что для жизни и работы в информационном обществе человек должен быть подготовлен к быстрому восприятию и обработке больших объёмов информации; ему необходимо овладеть современными средствами, методами и технологией работы. Кроме того, в новых жизненных условиях степень информированности одного человека напрямую зависит от информации, приобретённой другими людьми. Поэтому уже недостаточно уметь самостоятельно осваивать и накапливать информацию, а следует научиться такой технологии работы с информацией, когда решения подготавливаются и принимаются на основе коллективного знания. Таким образом, человек должен иметь определённый уровень культуры для работы с информацией.

Информационная культура – умение целенаправленно работать с информацией и использовать для её получения, обработки и передачи компьютерную информационную технологию, современные технические средства и методы.

Будучи важнейшей составляющей культуры в целом, информационная культура является продуктом разнообразных творческих способностей человека. В основном она проявляется в следующем:

- в конкретных навыках по использованию различных технических устройств – от телефона до персонального компьютера и компьютерных сетей;

- в способности использовать в своей работе компьютерную информационную технологию;

- в умении извлекать информацию из различных источников – от периодической печати до электронных коммуникаций;

- в умении представлять информацию в понятном виде и эффективно её использовать;

- в знании аналитических методов обработки информации;

- в умении работать с различными видами информации.

Информационная культура заимствует и использует достижения многих наук: кибернетики, информатики, теории информации, математики, теории проектирования баз данных и ряда других дисциплин. Неотъемлемой частью информационной культуры является знание информационной технологии и умение применять её на практике.

В информационном обществе необходимо овладевать информационной культурой с раннего детства, сначала с помощью электронных игрушек, а позднее – с привлечением персонального компьютера. Обеспечить должный уровень информационной культуры призвана в первую очередь такая дисциплина, как информатика. Ведь в её компетенцию изначально входят: компьютерные информационные технологии, информационные системы, современные средства и методы обработки информации, системы искусственного интеллекта, компьютерные коммуникации.

 

6. Информационное общество, его особенности и основные черты

Ещё совсем недавно никто и не представлял, что уже очень скоро человечество окажется на пороге новой эры в развитии цивилизации – информационной.

Информационное общество -  это такое общество, в котором большинство работающих заняты производством, хранением, переработкой, продажей и обменом информацией.

Характерные черты информационного общества:

1. Объёмы информации возрастут и человек будет привлекать для её обработки и хранения специальные технические средства.

В информационном обществе деятельность как отдельных людей, так и коллективов всё в большей степени будет зависеть от их информированности и способности эффективно использовать имеющуюся информацию. Известно, что, прежде чем предпринять какие-то действия, необходимо провести работу по сбору и переработке информации, её осмыслению и анализу и наконец выдвижению наиболее рационального решения. Для этого требуется обработка больших объёмов информации, что подчас не под силу человеку без привлечения специальных технических средств.

2. Неизбежно использование компьютеров.

В информационном обществе использование компьютеров во всех сферах человеческой деятельности обеспечит доступ к надёжным источникам информации, избавит людей от рутинной работы, ускорит принятие оптимальных решений, автоматизирует обработку информации в производственной и социальной сферах.

 

3. Движущей силой развития общества станет производство информационного, а не материального продукта.

Во второй половине XX века произошёл переход людей из сферы прямого материального производства в информационную сферу. Появился новый социальный слой – «белые воротнички» (люди, не производящие непосредственно материальные ценности, а занятые обработкой информации (учителя, банковские служащие, программисты и т.д.). Материальный продукт станет более «информационно ёмким», и его стоимость будет в значительной степени зависеть от объёма допущенных в его структуре инноваций, от дизайнерского решения, от качества маркетинга.

4. Увеличится доля умственного труда, т.к. продуктом производства в информационном обществе станут знания и интеллект.

Увеличится количество людей, выбравших себе профессии, связанные с интеллектуальным трудом.

5. Произойдёт переоценка ценностей, уклада жизни и изменится культурный досуг.

Уже сейчас компьютерные игры занимают большую часть свободного времени человека. Сейчас они трансформируются в сетевые игры с участием нескольких удалённых партнёров. Растёт время, «проведённое» в Интернете, где можно путешествовать по образовательным сайтам, виртуальным музеям, читать литературу и т.д. Большой популярностью пользуются «чаты» и служба ICQ, которые позволяют общаться с людьми на расстоянии в режиме реального времени.

6. Будут развиваться компьютерная техника, компьютерные сети, информационные технологии.

Сеть Интернет разрастается примерно на 10-15% в месяц. Информационные технологии универсализируются, чему способствует использование современных мультимедийных систем, объединяющих функции многих устройств - компьютера, телевизора, радиоприёмника, телефона и т.д. Устройства хранения информации станут крошечными, умещающимися на ладони. Они будут иметь собственный универсальный справочник, объём которого сопоставим с несколькими энциклопедиями, а также его можно будет подключать к сети, чтобы получать оперативные данные, например, о погоде или пробках на дороге и т.д.

7. У людей дома появятся всевозможные электронные приборы и компьютеризированные устройства.

Дома будут оснащены вместо системы проводов одним силовым и одним информационным кабелем, который возьмёт на себя информационные связи, включая каналы кабельного телевидения и выход в Интернет. Специальный электронный блок будет контролировать всю бытовую технику и все системы жизнеобеспечения. Здание станет «умным». Появятся «умные» автомобили, в которых, помимо компьютера, следящего за технической частью автомобиля, будет функционировать система, связанная с городскими информационными службами. «Умный» автомобиль будет связан с «умным» домом и даже сможет им управлять.

8. Производством энергии и материальных продуктов будут заниматься машины, а человек главным образом обработкой информации.

На производстве происходит массовое сокращение людей на сборочных линиях, впоследствии внедрения вместо них роботов и манипуляторов.

9. В сфере образования будет создана система непрерывного образования.

Человек получит возможность учиться всю жизнь, чтобы не отстать от времени, иметь возможность сменить профессию, занять достойное место в обществе.

10. Дети смогут обучаться на дому с помощью компьютерных программ и телекоммуникаций.

В связи с этим формы обучения в учебном процессе изменятся, и появится ряд проблем, связанных с воспитательными аспектами обучения.

11. Появляется и развивается рынок информационных услуг.

Информация становится товаром и особым видом услуг, которые можно как обычный товар купить или продать.

В конце XX века созданная теоретиками картина информационного общества постепенно приобретает зримые очертания. Прогнозируется превращение всего мирового пространства в единое компьютеризированное и информационное сообщество людей, проживающих в квартирах и коттеджах, оснащенных всевозможными электронными приборами и компьютеризированными устройствами. Деятельность людей будет сосредоточена, главным образом, на обработке информации, а производство энергии и материальных продуктов будет возложено на машины.

 


Лекция №2. Информационные процессы 1

Лекция №2. Информационные процессы 1

Пример : сообщение, содержащее информацию о прогнозе погоды, передаётся приёмнику (телезрителю) от источника – специалиста-метеоролога посредством канала связи – телевизионной передающей аппаратуры и телевизора

Пример : сообщение, содержащее информацию о прогнозе погоды, передаётся приёмнику (телезрителю) от источника – специалиста-метеоролога посредством канала связи – телевизионной передающей аппаратуры и телевизора

Хранение информации имеет большое значение для многократного использования информации, передачи информации во времени

Хранение информации имеет большое значение для многократного использования информации, передачи информации во времени

Информационные основы процессов управления

Информационные основы процессов управления

Часто при организации процесса управления требуется также хранить поступающую информацию, для того чтобы использовать ее в дальнейшем

Часто при организации процесса управления требуется также хранить поступающую информацию, для того чтобы использовать ее в дальнейшем

Именно по каналу обратной связи передаются сведения о состоянии объекта и степени достижения (или, наоборот, не достижения) цели управления

Именно по каналу обратной связи передаются сведения о состоянии объекта и степени достижения (или, наоборот, не достижения) цели управления

В древности это были, например, военачальники, жрецы, летописцы, затем — ученые и т

В древности это были, например, военачальники, жрецы, летописцы, затем — ученые и т

Первая электронная вычислительная машина «ЭНИАК» была разработана в

Первая электронная вычислительная машина «ЭНИАК» была разработана в

Личная культура человека определяется, во-первых, уровнем его умственного развития, а во-вторых, характером его профессиональной или творческой деятельности

Личная культура человека определяется, во-первых, уровнем его умственного развития, а во-вторых, характером его профессиональной или творческой деятельности

Информационная культура заимствует и использует достижения многих наук: кибернетики, информатики, теории информации, математики, теории проектирования баз данных и ряда других дисциплин

Информационная культура заимствует и использует достижения многих наук: кибернетики, информатики, теории информации, математики, теории проектирования баз данных и ряда других дисциплин

Движущей силой развития общества станет производство информационного, а не материального продукта

Движущей силой развития общества станет производство информационного, а не материального продукта

Интернет. Специальный электронный блок будет контролировать всю бытовую технику и все системы жизнеобеспечения

Интернет. Специальный электронный блок будет контролировать всю бытовую технику и все системы жизнеобеспечения
Скачать файл