Информация и информатика

План
Введение
Информация и информатика
Свойства информации
Формы представления информации
Представления информации в компьютере
Системы счисления. История и развитие
Переход из одной системы в другую

Введение
Информация в переводе с латинского означает “сведения” (независимо от того, какую форму они принимают). Когда-то давно у него было более узкое значение, но со временем люди пришли к тому, что его можно применять более гибко, то есть в значении “мера определенности сообщения”. Существует даже специальная наука, которая занимается изучением информации, она носит название “Теория информации”. Один из основателей – Клод Шеннон. Основная задача этой науки – оптимизация и улучшение возможностей средств связи. Для времени зарождения этой науки – середина 20 века, эта дисциплина была не слишком актуальна. Со временем начали появляться и распространяться новые и более сложные средства передачи информации. Потребовалось делать экономически выгодные системы
Информация и информатика.
Информатика – наука, которая изучает обработку и изменение информации. Понятие информации можно описать так:
Информация - описание реального мира с помощью знаковых или сигнальных средств.
Считается, что новая информация на компьютерах создается при помощи ее вычисления. Это научный и инженерный или даже экономический подход. Именно у этих групп есть потребность в решении вычислительных задач.
В повседневной жизни информацией обычно называют разные сообщения, информация о чем-то, которую отправляют друг другу люди. Если рассмотреть слова или цифры отдельно, то это еще не информация. Это пока носители информации. Информация содержится в речи людей, книгах, определенных наборах цифр, в показаниях часов или любого другого прибора. Информация это то, что позволяет людям узнавать о мире. То есть, информация отражает черты нашего мира, который познается в процессе получения информации. До того момента, как мы получили информацию, определенные знания отсутствовали, нам было что-то неизвестно, но благодаря получению информации эта неопределенность была снята, уничтожена.
Рассмотрим пример. Пусть нам известны первые цифры телефона нашего знакомого, а последние неизвестны. В этом случае, номер его телефона не определен. Если осталось угадать последнюю цифру, то степень неопределенности мала. Если неизвестны две цифры, то неопределенность уже намного больше и так далее. Этот пример говорит о том, что неопределенность связана с количеством возможных ситуаций. Чем больше количество, тем больше неопределенность.
Итого, информация является “отражением” нашего мира, со всем его многообразием. А значит и информация может быть такой же многогранной, так как она связана с реальным миром. А если более точно, то реальный мир является источников информации
Свойства информации
Информация - это отражение внешнего мира с помощью знаков или сигналов. Информационная ценность сообщения заключается в новых сведениях, которые в нем содержатся (в уменьшении незнания).
Свойства информации:
1. Объективность информации
Информация — представление нашего мира, одним из возможных способов. Мир существуют независимо от чьего-либо мнения и желания. Поэтому важно отметить свойство объективности.
Информация может быть объективной, если она получена с точных приборов или рабочих датчиков. Проходя через мозг человека информация становится субъективной, она теряет объективность. Так как она проходит через фильтр опыта, мнения или мировоззрения в целом. Одна и та же информация может по разному интерпретироваться разными людьми.
2. Достоверность информации
Информация является достоверной, если она отражает действительность. Если информация является объективной, то ее можно считать достоверной. Обратное предположение работает не всегда. Зачем нам нужна достоверная информация? Чтобы принять правильное решение. Существует несколько основных причин, по которым информация становится недостоверной:• Специальное искажение информации;
• Помехи или другие технические проблемы;
• Субъективное отражение информации человеком (преукрашивание информации)
3. Полнота информации
Информация является полной, когда ее хватает для того, чтобы принять решение
4. Актуальность (своевременность) информации
Актуальность — важность, существенность для настоящего времени. Информация, которая получена вовремя, может оказаться более полезной. Существуют причины, по которым информация может не иметь актуальность. Самые очевидны – информация старая или попросту ненужная.
5. Полезность или бесполезность (ценность) информации.
Полезность информации определяется каждым человеком самостоятельно, в зависимости от того, какие цели он преследует.
Обычно, ценная информация - полезная, полная и новая. При этом она должна быть максимально объективной. Но при этом бесполезная информация тоже нужна. Она помогает отдохнуть на неинформативных участках текста. Также стоить отметить, что полная и достоверная информация редко бывает новой.
Формы представления информации
Информация – довольно обширное понятие, которое может вместить в себя почти все: разные вещи или явления, любой момент в истории человечества, все человеческие открытия, картины или стихи творцов. Информация может принять всего две формы – непрерывная форма и дискретная форма.
Разные объекты и явления природы описываются физическими величинами. Температурой, длинной, массой или атмосферным давлением . Некоторые величины способны принимать любые значения в каком-то диапазоне. Они могут быть очень близки друг к другу, почти совпадать, но все равно хоть как-то, различаться, а количество значений, которое может принимать такая величина, бесконечно велико.
Эти величины называются непрерывными величинами. Информация, которую они могут нести принято называть непрерывной информацией.
Слово “непрерывность” отчетливо выделяет основное свойство таких величин - отсутствие разрывов, промежутков между значениями, которые может принимать величина. Масса тела - непрерывная величина, принимающая любые значения от 0 до бесконечности. То же самое можно сказать о многих других физических величинах - расстоянии между точками, площади фигур, напряжении электрического тока.
Существуют величины другого рода. Количество яблок в пакете, количество страниц в книге. Она являются целыми числами и могут принимать только целые значения и не могут быть дробными. Такие величины принято называть дискретными. Дискретные величины можно пересчитать – это одно из основных ее свойств и отличий от непрерывных величин. Примером может послужить алфавит.
Получается, можно заметить, что различия форм информации можно объяснить различием природы величин. Однако, обе эти формы информации довольно часто используются вместе для описания разных объектов или явлений.
Современное общество часто называют обществом информационного века, так одну из ключевых ролей занимает именно информация. Знание является максимально важной и значимой формой информации, оно играет особую роль в нашем обществе. Да и в бытовом плане информация занимает большую и ключевую роль в жизни человека, в отличие от животных, которые в основном живут инстинктами. В них информация заложена в качестве врожденных способностей совершать определенные действия(добывать пищу, охранять потомство, убегать от хищников).
Человек, при столкновением с проблемами, с помощью имеющихся знаний пытается придумать что-то новое. То есть он “оперирует” полученной информацией, а не заложенной. Человечество постоянно развивается, поэтому и растет количество информации. С приходом технического прогресса, объем информации, нужной для создания техники и ее объяснения должен расти экспоненциально. В современном мире, отсутствие достаточного количества знаний может сыграть роковую роль в жизни человека или даже всей страны и человечества. Оно может быть как препятствием прогрессе общества, так и техники.Для преодоления когнитивного дефицита традиционные методы освоения знаний человеком совершенно непригодны.
При таком раскладе, информация становится самым важным товаром и самым ценным продуктом, который может стоить намного дороже, чем материальные вещи. Но это относится к информации о наиболее важных и перспективных направлениях деятельности человечества(освоение Марса, к примеру).
Предыдущие улучшения производства относились только к методам увеличения количества производимых товаров и оптимизации методов распространения. Все это опиралось на доступные тогда средства – книги, телеграфы, радио. Однако все эти технологии не касались самого процесса создания, переработки и смысловой трансформации знания.
Информационный век и предшествующая ему компьютерная революция сильно изменили содержание интеллектуальной деятельности.
Представление информации в компьютере
Компьютеры сильно изменились с момента появления. Вначале это были электронные лампы, затем транзисторы, а спустя некоторое время появились микросхемы. Но представление информации не претерпело таких же значительных изменений. “Вкл-Выкл”, ”Есть сигнал-Нет сигнала”.
Чтобы закодировать эти два состояния, обычно используют две цифры. Ноль означает отсутствие сигнала или “Выкл”, а единицы наоборот, соответствует наличию сигнала или “Вкл”. То есть, с помощью цепочек нулей и единиц компьютеры могут воспринимать все виды информации.
Получается что, компьютеры почти всегда работают в двоичной системе нулей и единиц. Информацию в привычном для нас виде отображают программы, которые обрабатывают двоичную информацию.
Для людей более привычна система состоящая из цифр от нуля до десяти. Она носит соответствующее название – десятичная.
Любой один из двух знаков в двоичной системе(ноль или единица) принять называть бит(англ: binary digit - двоичная цифра). Бит это наименьшая единица измерения информации.
Байт состоит из 8 бит, это следующая по размеру единица измерения информации.
С помощью некоторого количества бит можно закодировать небольшой текст, картинку или даже музыку. Такой метод представления информации называется двоичным кодированием (binary encoding).
Музыку можно перевести в набор байтов. Это делается при помощи специальных приборов – преобразователей. Также это можно сделать средствами программного обеспечения. Можно сделать и обратное преобразование из байтов в звук.
Примерно также можно обработать текст. Каждая буква, которая вводится пользователем(даже каждый знак в тч и пробел) кодируется так, чтобы он занимал в памяти 1 байт( цепочку, состоящую из 8 нулей или единиц). А при печати или выводе на экран – цепочки нулей и единиц переводятся в более привычные нам буквы, цифры, знаки препинания.
В закодированном виде, в компьютере, хранятся не только текст и звуки, но и картинки. Картинки состоят из большого количества маленьких квадратов, разного цвета(пикселей). Если слишком сильно приблизить картинку, то можно разглядеть эти самые квадраты.
Расположение каждого квадрата на экране – это число, его цвет – тоже число. Таким образом, изображение - это набор чисел(координат и цветов), которые хранятся в памяти. В таком виде их можно передавать другим пользователям. Специальные программы могут декодировать эту информацию и выводить изображения на экран или печать. Редактирование изображение идет путем изменения некоторых чисел, которые отвечают за определенные параметры изображения(его размер, насыщенность, количество черных/белых тонов)
Получается, что компьютер опирается на информацию, которая представлена в непривычном для нас виде – наборах цифр. Для того, чтобы работать с информацией в любом другом виде(картинки, звуки, текст), она должна быть предварительно декодирована в числовую при помощи специальных программ
Но кодированием и декодированием информации “занимаются” не только компьютеры, но и люди. Шифрование информации, для безопасной передачи другим людям было популярно и в глубокой древности. Например шифр Цезяря – тоже является кодированием информации. Еще один пример это телеграф. Сообщения передаются по нему на специальном языке, состоящем из точек и тире. Она называется Азбука Морзе(придумал Сэмюэль Морзе). Многие века музыка кодируется с помощью нот, а математика с помощью формул.
По сравнению с этим, компьютерная кодировка, состоящая из нулей и единиц уже не кажется такой сложной. Но при этом компьютеры должны производить сотни операций почти мгновенно. Иначе мы просто не смогли бы редактировать фотографии в режиме реально времени, или обрабатывать видео на компьютере.
Системы счисления.
Система счисления это способ представления одного и того же числа числа в разном виде. Глобально системы счисления можно разделить на позиционные и непозиционные. В первых величина числа зависит от положения цифр(в двоичной системе первая цифра отвечает за присутствие в числе 20). Эти системы счисления наиболее развитые по сравнению с непозиционными, в которых положение цифры не влияет на величину конечного числа(Примером может послужить единичная система). Можно отметить, что позиционные системы счисления являются потомком непозиционных.
Самая первая система счисления, которую удалось обнаружить современным людям – единичная система. Примерное появление этой системы приписывают 10 000 году до нашей эры. Название “единичная” было дано ей неспроста. В такой системе были только вертикальные палочки, похожие на цифру 1, которыми древние люди записывали количество животных, людей в поселениях. Количество палочек равнялось числу, которое нужно было записать. Такая система является очень неудобной. Неудобства росли по мере роста количества предметов, которые нужно было учесть в записи числа. Можно было легко ошибиться и добавить лишнюю палочку, получив неверное число. Со временем люди додумались объединять предметы на 2,5,10 и с помощью перечеркивания горизонтальной палочкой. Это прибавило практичности и удобства такой системе, но не на много.
Более развитой системой считается дрвнеегипетская десятичная непозиционная система. Примерное время появления – 3500 год до нашей эры. В этой системы существовали специальные знаки, которые обозначали некоторые числа – 1, 10, 100 и тд. Чтобы записать число, нужно было всего лишь написать нужное количество соответствующих знаков. При этом позиция знаков не играла роли, единица могла появиться хоть в начале, хоть в конце.
Следующий шаг в развитии систем счисления – Вавилонская шестидесятеричная система. Время появления – примерно 2000 год на нашей эры. Эта система состояла из двух знаков – прямого клина и лежачего клина. Первый отвечал за единицы, второй за десятки. Для того, чтобы прочитать число в такой системе, его надо было разбивать его на разряды справа налево и считать соответствующее количество десятков и единиц. Отличительная особенность такой системы, что все числа до 59 записывались в непозиционной десятичной системе, а последующие в позиционной шестидесятеричной системе.
Римская система счисления – практически такая же, как и египетская. Отличие в другом обозначение и присутствии промежуточного между 1 и 10 числом(5) и между 1 и 100 (это 50).
Археологи также обнаруживали алфавитные системы счисления – славянскую и греческую. В них вместо цифр использовали буквы. Чтобы понять какое число перед нами, нужно было просто сложить все “буквы”.
Перевод из одной системы в другую.
Перевод из десятичной системы счисления:
Выполняем деление данного числа на основание новой системы счисления и получаемых целых частных на основание новой системы счисления до тех пор, пока не получится частное, меньше делителя.
Полученные остатки – числа в новой системе счисление, которые нужно переписать от конца – к началу.
Перевод из других систем в двоичную систему всегда проходит по одному и тому же принципу. Также можно воспользоваться таблицами перевода.
Чтобы перевести число из двоичной системы счисления в десятичную нужно переписать его в виде многочлена, который является произведением цифр числа и соответствующей ему степени двойки. Далее просто посчитать его значение
Также можно воспользоваться таблицей перевода.
Чтобы перевести число из восьмеричной системы счисления в десятичную нужно переписать его в виде многочлена, который является произведением цифр числа и соответствующей ему степени восьмерки. Далее просто посчитать его значение
Чтобы перевести число из шестнадцатиричной системы счисления в десятичную нужно переписать его в виде многочлена, который является произведением цифр числа и соответствующей ему степени шестнадцати. Далее просто посчитать его значение
Чтобы перевести число из восьмеричной системы в двоичную нужно воспользоваться таблицей триад и заменить каждую цифру соответствующей ей тройкой-триадой.
Чтобы перейти из шестнадцатеричной системы в двоичную нужно каждую цифру заменить на соответствующую ей четверку чисел-тетраду
Для перехода из двоичной в восьмеричную систему, нужно число разбить на триады, начиная с самого первого младшего разряда. Если понадобится, то дополнить старшую триаду нулями. И каждую тройку заменить на соответствующее ей восьмеричное число.
Список использованных источников.
Статья “Информация” в онлайн-энциклопедии
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%BD%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8FПредставление информации и единицы измерения информации - статьяhttps://www.lessons-tva.info/edu/e-inf1/e-inf1-2-5.htmlПредставление информации в компьютере – статья
https://www.compgramotnost.ru/kodirovanie-informacii/predstavlenie-informacii-v-kompyutere