Урок на тему "Информация в живой и неживой природе"

Тема: Информация в живой и неживой природе Цель урока: Познакомить учащихся с понятием информации и носителями информации. Учащиеся должны понимать, что существуют различные подходы к определению информации в различных областях человеческой деятельности; знать виды носителей информации. Ход урока. 1) Организационный момент. 2) Повторение материала. 2.1) Что такое информатика – 2.2.) Данные – это 2.3.) Компьютер – это 2.4.) Виды информации. 3) Основная часть. 1.1. Информация в природе, обществе и технике К основным понятиям информатики относятся: информация, структура, модель, алгоритм.  Понятие информации. Информация – от латинского informatio – сведения, разъяснения, изложение. 1.1.1. Информация в неживой природе В   физике,   которая   изучает   неживую   природу,   информация   является   мерой упорядоченности системы по шкале «хаос — порядок».  Например, если в одну половину замкнутого сосуда поместить газ, то через некоторое время в результате хаотического движения молекулы газа равномерно заполнят весь сосуд. Произойдет переход из менее вероятного упорядоченного состояния  в более вероятное хаотическое состояние, и информация, которая является мерой упорядоченности системы, в этом случае уменьшится (рис. 1.1). Таким   образом,   с   одной   стороны,   в   неживой   природе   в   замкнутых   системах   идут процессы в направлении от порядка к хаосу (в них информация уменьшается). С другой стороны, в процессе эволюции Вселенной в микро­ и мегамире возникают объекты со все более сложной структурой и, следовательно, информация, являющаяся мерой упорядочен­ ности элементов системы, возрастает. В   следующий   миллион   лет   основные   события   развивались   в   микромире.   Из разлетающихся во все стороны элементарных частиц образовывались атомы, т. е. из хаоса возникали системы с более сложной структурой. Сначала возникли атомы самых легких химических элементов (водорода и гелия), а затем — и более тяжелых элементов. В   мегамире   в   течение   последующих   миллиардов   лет   под   действием   сил гравитационного   притяжения   из   хаоса   гигантских   облаков   пыли   и   газа   формировались сложные структуры —  галактики. Наша Солнечная система, в которую входит планета Земля, образовалась около 5 миллиардов лет назад и вместе с сотнями миллионов других звезд образует нашу галактику Млечный Путь (рис. 1.2). На поверхности планет стали происходить химические реакции, в результате которых из   атомов   образовывались   более   сложные   системы   —   молекулы   веществ   В   том   числе молекула воды, которая состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода (рис. 1.3). Информация в живой природе Информация как мера увеличения сложности живых организмов.  Примерно 3,5 миллиарда лет назад на Земле возникла жизнь. С тех пор идет саморазвитие, эволюция живой   природы,   т.   е.   повышение   сложности   и   разнообразия   живых   организмов.   Живые системы (одноклеточные, растения и животные) являются открытыми системами, так как потребляют  из  окружающей  среды  вещество  и энергию  и выбрасывают в  нее продукты жизнедеятельности также в виде вещества и энергии. Живые системы в процессе развития способны повышать сложность своей структуры, т. е. увеличивать информацию, понимаемую как меру упорядоченности элементов системы. Так, растения в процессе фотосинтеза потребляют энергию солнечного излучения и строят сложные органические молекулы из «простых» неорганических молекул. Животные   подхватывают   эстафету   увеличения   сложности   живых   систем,   поедают растения   и   используют   растительные   органические   молекулы   в   качестве   строительного материала при создании еще более сложных молекул. Биологи образно говорят, что «живое питается информацией», создавая, накапливая и активно используя информацию. Информационные   сигналы.   Нормальное   функционирование   живых   организмов невозможно без получения и использования информации об окружающей среде. Целесооб­ разное   поведение   живых   организмов   строится   на   основе   получения   информационных сигналов. Информационные сигналы могут иметь различную физическую или химическую природу. Это звук, свет, запах и др. Даже   простейшие   одноклеточные   организмы   (например,   амеба)   постоянно воспринимают и используют информацию, например, о температуре и химическом составе среды для выбора наиболее благоприятных условий существования. Информационный сигнал может быть выражен в различных формах: позах, звуках, запахах и даже вспышках света (ими обмениваются светлячки и некоторые глубоководные рыбы). Генетическая  информация.  Одной   из   основных   функций   живых   систем   является размножение,   т.   е.   создание   организмов   данного   вида.   Воспроизведение   себе   подобных обеспечивается наличием в каждой клетке организма генетической информации, которая передается по наследству. Генетическая   информация   представляет   собой   набор   генов,   каждый   из   которых «отвечает» за определенные особенности строения и функционирования организма. При этом «дети» не являются точными копиями своих родителей, так как каждый организм обладает   уникальным   набором   генов,   которые   определяет   различия   в   строении   и функциональных возможностях. 1.1.3. Человек и информация Примерно 40 тысяч лет назад в процессе эволюции живой природы появился Человек. Человек   существует   в   «море»   информации,   он   постоянно   получает   информацию   из окружающего мира с помощью органов чувств, хранит ее в своей памяти. Способы восприятия информации. Целесообразное поведение человека, так же как и животных, строится на основе анализа информационных сигналов, которые он получает с помощью органов чувств. Чувствительные нервные окончания органов чувств (рецепторы) воспринимают воздействие (например, на глазном дне колбочки и палочки реагируют на воздействие световых лучей) и передают его по нервной системе в мозг. Способы восприятия информации живыми организмами зависят от наличия у них тех или иных органов чувств. Человек может использовать пять различных способов воспри­ ятия информации с помощью пяти органов чувств: зрения — с помощью глаз информация воспринимается в форме зрительных образов; слуха — с помощью ушей и органов слуха воспринимаются звуки (речь, музыка, шум и т. д.); обоняния — с помощью специальных рецепторов носа воспринимаются запахи; вкуса — рецепторы языка позволяют различить сладкое, соленое, кислое и горькое; осязания   —   рецепторы   кожи   (особенно   кончиков   пальцев)   позволяют   получить информацию о температуре объектов и типе их поверхности (гладкая, шершавая и т. д.). Наибольшее   количество   информации   (около   90%)   человек   получает   с   помощью зрения, около 9% — с помощью слуха и только 1% с помощью других органов чувств (обоняния, осязания и вкуса). Полученную информацию в форме зрительных, слуховых и других образов человек хранит в памяти, обрабатывает с помощью мышления и использует для управления своим поведением и достижения поставленных целей. Например, при переходе дороги человек видит сигналы светофора и движущиеся автомобили, анализирует полученную информацию и выбирает безопасный вариант перехода. Информация в форме сообщений. Человек живет в обществе. В процессе общения с другими людьми человек передает и получает информацию в форме сообщений. На заре человеческой   истории   для   передачи   информации   использовался   язык   жестов,   затем появилась   устная   речь.   В   настоящее   время   обмен   сообщениями   между   людьми производится   с   помощью   сотен   так   называемых   естественных   языков   (русского, английского и т. д.). Для того чтобы информация была понятна, язык должен быть известен всем людям, участвующим в общении. Чем большее количество языков вы знаете, тем шире круг вашего общения.  Согласно библейской легенде о вавилонском столпотворении строившаяся в древнем городе   Вавилоне   башня   не   была   закончена   и   разрушилась,   так   как   сотни   строителей говорили на различных языках и не понимали друг друга. Информация   в   форме   знаний.  С   самого   начала   человеческой   истории   возникла потребность накопления информации для ее передачи во времени из поколения в поколение и   передачи   в   пространстве   на   большие   расстояния.   Процесс   накопления   информации начался с изобретения в IV тысячелетии до нашей эры письменности и первых носителей информации (шумерских глиняных табличек и древнеегипетских папирусов). Для   того   чтобы   человек   мог   правильно   ориентироваться   в   окружающем   мире, информация   должна   быть  полной   и   точной.  Задача   получения   полной   и   точной информации о природе, обществе и технике стоит перед наукой. Процесс систематического научного познания окружающего мира, в котором информация рассматривается как знания, начался с середины XV века после изобретения книгопечатания. Для   долговременного   хранения   знаний   (передачи   из   поколения   в   поколение)   и распространения их в общественеобходимы носители информации. Материальная природа носителей информации может быть различной. До настоящего времени в качестве основного носителя информации используется бумага. В прошлом веке широкое распространение для хранения графической информации получили фото­ и ки­ нопленка. В настоящее время для хранения информации широко используются также маг­ нитные носители (аудио­ и видеопленки, гибкие и жесткие диски) и оптические носители (CD­ и DVD­диски).  Средства   массовой   информации.   Широко   известен   термин   «средства   массовой информации»   (газеты,   радио,   телевидение),   которые   доводят   информацию   до   каждого члена общества. Такая информация должна быть  достоверной, актуальной и полезной. Недостоверная информация вводит членов общества в заблуждение и может быть причиной возникновения социальных потрясений. Неактуальная информация не имеет применения в настоящий момент времени, и поэтому никто, кроме историков, не читает прошлогодних газет.   Бесполезная   информация   создает   информационный   шум,   который   затрудняет восприятие полезной информации. Контрольные вопросы 1.         Какие   способы   и   органы   чувств   использует   человек   при   восприятии информации? 2.         Каковы   должны   быть   свойства   информации,   представленной   в   форме сообщений? 3.         Каковы   должны   быть   свойства   информации,   представленной   в   форме знаний? 4.        Каковы должны быть свойства информации, распространяемой средствами массовой информации?