Информационные процессы. Понятие и виды — 7 КЛАСС

Урок: Информационные процессы. Понятие и виды

Что же вообще означает слово процесс? Процесс – это последовательность изменений в чём-либо. Например возьмём процесс создания табуретки на уроках технологии. В начале у нас имеется древесина, которая обрабатывается определённым образом. Из неё получаются части табуретки, эти части соединяются воедино. В ходе этого процесса изменяется состояние древесины, а на выходе мы получаем табуретку.

Понятие «Информационные процессы»

Информационные процессы – это процессы, в ходе которых меняется информация и её состояние. У некоторых из вас мог возникнуть вопрос: «А что вообще может происходить с информацией? Что с ней можно делать?». Давайте посмотрим.

Читая книгу или слушая учителя на уроке – мы воспринимаем информацию и собираем её.

Решая какую-нибудь задачу по математике, мы изменяем информацию, мы рассчитываем какие-то значения по формулам. Мы получаем новую информацию из старой. Обрабатываем её.

Когда мы учим наизусть стихотворение или записываем что-то в тетрадь, для того чтобы не забыть — мы сохраняем информацию.

Когда мы отправляем сообщение в социальных сетях, или говорим по телефону — мы передаём информацию.

Так мы можем выделить четыре основных информационных процесса:

• сбор,
• обработка,
• хранение,
• передача.

Действия людей над информацией, связанные с её сбором, обработкой, хранением и передачей называются информационной деятельностью.

Что такое сбор информации?

Сегодня мы подробнее узнаем о сборе информации и её обработке. Начнём со сбора информации. Прежде чем, обработать информацию, сохранить её или передать, нужно сначала её получить. Именно со сбора информации начинается процесс решения любой задачи.

Например, вы хотите подобрать подарок на день рождения другу. Но на основе чего делать выбор? Для того, чтобы выбрать хороший подарок нужно знать, чем увлекается друг и что ему нравится. Даже прежде, чем переходить дорогу на пешеходном переходе необходимо воспринять некоторую информацию. Нам нужно посмотреть на светофор чтобы узнать, какой из сигналов горит, красный или зелёный.

Информация, которую мы собрали может становиться источником других, новых знаний об окружающем нас мире. Так, результаты работы измерительных приборов в физических опытах стали источником знаний о том, что существует электрический ток. И любые прогнозы, будь то прогноз погоды, экономический или спортивный прогнозы так же делаются на основе собранных данных.

Иногда сбор информации может быть связан с некоторыми трудностями. Так, процесс о котором нужно собрать информацию может происходить очень быстро. Тогда со сбором информации помогают специальные автоматизированные измерительные системы. Они позволяют собирать данные очень быстро и с большой точностью. Автоматические измерительные системы часто применяются, когда проведение замеров может быть опасно для жизни. Например, когда нужно узнать какие повреждения получит автомобиль в результате аварии.

Любую получаемую информацию, мы каким-то образом осмысляем и обрабатываем. Важно делать это своевременно. Например из сигналов светофора, и движения автомобилей мы можем сделать вывод, можно или нельзя переходить дорогу. Намного больше информации должны быстро обрабатывать специалисты, которые обслуживают информационные и другие технические системы, нуждающиеся в контроле.

Что такое обработка информации?

Когда мы принимаем решение о переходе улицы или решаем математическую задачу, когда музыкант играет музыку по нотам, которые находятся перед ним. Во время каждого из этих действий происходит обработка информации. Мы обрабатываем входную информацию: сигналы светофора, условие задачи или ноты и возвращаем результат, который называется выходной информацией. То, есть решение о переходе улицы, решение задачи или музыку.

Обработкой называется целенаправленный процесс изменения содержания или формы представления информации.

Из определения обработки информации понятно, что можно выделить два её типа. Первый тип направлен на изменение содержания и получение новой информации. Второй тип направлен на изменение формы представления информации. Рассмотрим каждый тип обработки подробнее.

Приведём несколько примеров обработки информации, которая связана с изменением её содержания. Это может быть преобразование информации по некоторым правилам, например вычисление по формулам. Исследование некоторых объектов по их моделям. Так мы можем сделать выводы о строении здания, посмотрев на его фотографию. Разные логические рассуждения. Мы можем сделать вывод: если ходить по лужам – можно замочить ноги. Можно привести так же много других примеров.

Задача

Пятеро друзей Петя, Вася, Саша, Света и Оля после школы занимаются в разных кружках по интересам: в шахматном клубе, футбольной секции, секции по плаванию, кружке по вязанию, и секции по велоспорту. В каждом кружке занимается кто-то один из ребят, определить, кто из друзей чем увлекается, если:

·     Вася и Саша подарили на день рождения футбольный мяч тому, кто занимается в футбольной секции.

·     Саша, Света и Петя недавно смотрели шахматную партию с участием того, кто этим увлекается.

·     Оле не интересны шахматы.

·     Один мальчик занимается в секции по футболу и ещё один — в секции по велоспорту.

·     Света помогает учиться плавать тому, кто занимается вязанием.

Такую задачу можно решить, рассматривая каждое из условий с помощью таблицы. Назовём её строки, по названиям увлечений ребят. А столбцы обозначим именами ребят. В клетках таблицы будем ставить знак плюс, если человек, именем которого назван столбец увлекается тем, что указано в заголовке строки. А если не увлекается – будем ставить знак минус. Будем рассматривать условия по очерёдности.

Вася и Саша подарили футбольный мяч тому, кто занимается в футбольной секции. Значит, сами Вася и Саша в этой секции не занимаются. Поставим в этих клетках знаки минус.

Из того, что Саша, Света и Петя недавно смотрели шахматную партию с участием того, кто этим увлекается можно сделать вывод что Саша, Света и Петя не занимаются шахматами. Отметим это в таблице.

Из того, что Оле не интересны шахматы, ясно что в шахматном клубе может состоять только Вася. Так как все ребята ходят в разные кружки, Вася нигде больше заниматься не может. Отметим это в таблице.

Из того, что один мальчик занимается в секции по футболу и ещё один — в секции по велоспорту становится ясно, что футболом может увлекаться только Петя, а единственный оставшийся мальчик Саша увлекается велоспортом.

Из того, что Света помогает учиться плавать тому, кто занимается вязанием ясно что вязанием занимается не Света. Остаётся только Оля. А Света может ходить только на плаванье.

Таблица полностью заполнена. Мы можем дать ответ: Петя занимается футболом, Вася – шахматами, Саша – велоспортом, Света – плаванием и Оля – вязанием.

Рассмотрим второй тип обработки информации: обработку информации, которая направлена на изменение её формы представления. К такой обработке можно отнести:

·     Структурирование информации – это изменение её организации, чтобы связать её в одно целое.

·     Кодирование информации – это перевод её в другую форму представления, которая более удобна.

·     Отбор информации, которая требуется для решения задачи из всей данной.

Рассмотрим пример такой обработки информации, направленной на изменение её формы представления. Более наглядно изобразить любой материал можно в виде графических схем. Одна из них – граф. Он состоит из вершин, которыми обозначаются объекты. Вершины изображаются виде геометрических фигур: овалов, прямоугольников и других. Вершины графа связаны между собой линиями. Направленная связь изображается линией со стрелкой на конце и называется дугой. Ненаправленная связь изображается обычной линией и называется ребром.

Попробуем изобразить в виде графа то, что мы узнали об обработке информации. Её можно разделить на два типа. Первый тип обработки направлен на изменение содержания информации. Второй – на изменение её формы представления. Связи между, вершиной, которая обозначает обработку информации и вершинами, которые обозначают её типы изобразим в виде направленных линий, дуг.

К обработке, направленной на изменение содержания информации относятся вычисления по формулам, исследования моделей и логические рассуждения. 

К обработке, направленной на изменение формы представления информации относятся структурирование информации, её кодирование и отбор. Вот такой граф у нас получился.

С самого начала компьютеры и другая микропроцессорная техника создавались чтобы облегчить обработку информации. Компьютеры могут мгновенно выполнять миллионы математических операций. Поэтому они очень полезны при обработке больших объёмов информации. Ведь человеку, чтобы рассчитать результат по формулам с большим количеством входных данных, например с тысячами значений понадобится очень много времени, а компьютеру может быть достаточно нескольких секунд. Так же компьютер может автоматически строить графики, и другие модели которые помогают лучше понять полученную информацию.

Что такое хранение информации?

Издавна человек стремился к обмену знаниями. Для того что бы передать знания следующим поколениям, человек искал способ как-то запечатлеть информацию. Сперва для этого использовались рисунки на скалах и камнях. Но понимать одни и те же рисунки можно было по-разному.

Первым универсальным способом хранения информации стала письменность. Её всегда понимали одинаково. Письменность тоже не стояла на месте. Сначала писали на глиняных табличках, затем на бересте. На долгое время основным инструментом хранения информации стала бумага. Сравнительно недавно появились устройства, которые позволяли сохранять изображения и звуки, а потом и то и другое синхронно, в виде видеозаписей.

Давайте подумаем, что общего есть между описанными способами сохранения информации. Они похожи тем, что информация привязывалась к какому-то материальному объекту. Материальный объект, на котором сохранена информация называется информационным носителем. Что же такое хранение информации? Сохранить информацию, означает зафиксировать её каким-то способом на некотором носителе.

На протяжении нескольких веков основным носителем информации для человека была бумага. Она использовалась потому, что она была гораздо дешевле, легче и хранилась дольше чем другие носители информации. На ней легко можно записывать изображения и символы с помощью разных красок.

Большое распространение получили электронные носители информации. К ним относятся оптические и магнитные диски, флэш карты и другие устройства. Записать информацию на электронные носители и считать её с них можно с помощью компьютера. Электронные носители гораздо удобнее бумажных. Небольшие по размеру, они позволяют хранить информацию, для записи которой понадобились бы тонны бумаги.

Самое важное и естественное хранилище информации для человека – его память. Все помнят важную для себя информацию: имена друзей, свой домашний адрес и многое другое. Однако мозг человека устроен таким образом, что информация, которую человек не повторяет и не использует, через какое-то время забывается. Чтобы не забыть информацию мы используем разные носители информации: записные книжки, справочники, энциклопедии и другие.

Люди веками создавали и создают информационные хранилища, чтобы быстро получать доступ к любой информации. Так библиотеки, архивы, музеи хранят в себе информацию, которую человечество накапливало веками.

Но сегодня самое большое хранилище информации – это компьютерная сеть Интернет. Мы рассмотрим её на следующих уроках.

Что такое передача информации?

Последний информационный процесс, который мы ещё не рассмотрели – передача информации. Человек каждый день передаёт или принимает какую-нибудь информацию. Передаются просьбы, приказы, отчёты. Люди публикуют объявления, дают рекламу. Передача информации идёт, когда мы смотрим телевизор, читаем книгу, или общаемся друг с другом в социальных сетях.

Рассмотрим этот процесс подробнее. Он лишь кажется простым. Кроме отправителя и получателя информации в нём участвует ещё три объекта. Итак, отправитель информации передаёт информацию в кодирующее устройство. Кодирующее устройство изменяет форму представления информации на более удобную для передачи. После этого закодированная информация, через канал связи, идёт к получателю. Но прежде чем информацию примет получатель она проходит через декодирующее устройство, которое преобразует информацию в форму понятную получателю.

Задача: Петя сказал Васе, что вчера посмотрел интересный фильм. Давайте подумаем где в этом случае отправитель, кодирующее устройство, канал связи, декодирующее устройство и получатель. Очевидно, что отправитель – Петя, а получатель – Вася. Петя сказал Васе. Значит информация была передана в форме звука. При помощи чего человек преобразует информацию в звуковую форму? При помощи рта. При помощи чего человек воспринимает звук? При помощи ушей. То есть в нашем случае кодирующее устройство – это рот Пети, а декодирующее устройство – уши Васи. А какой же канал связи используется? Как распространяется звук? По воздуху. То есть канал связи – это воздух. Однако получатель не всегда правильно воспринимает то, что хотел до него донести отправитель. Это может произойти из-за неправильной работы кодирующего или декодирующего устройства, или помех на канале связи.

Вернёмся к нашему примеру. Пусть Вася не услышал то, что сказал Петя, или услышал неправильно, потому что находился в другой комнате. Подумаем, почему Вася мог не услышать Петю? Допустим Петя говорил слишком тихо. Тогда Кодирующее устройство работает неправильно. Или у Васи болели уши – тогда неправильно работает декодирующее устройство. В любом случае, беспрепятственному прохожденью звука между Петей и Васей мешает стена, которая находится между комнатами. Это помеха на канале связи. Или громко звучала музыка, в комнате, где находился Вася. Это тоже помеха.

Передача информации – очень важный процесс. Поэтому средства связи развиваются очень быстро. В двадцатом веке люди получили возможность передавать информацию на большие расстояния быстрее, чем раньше, без использования материальных носителей. Это произошло благодаря появлению телеграфа, а затем и телефона. Человек смог передавать текстовую информацию и голосовую. С изобретением телевидения люди смогли передать и видеосигнал.

Каждое из этих устройств связи передавало информацию в какой-то одной форме. А скорость такой передачи не превышала скорость воспроизведения информации. Потому в конце двадцатого века начали использоваться компьютерные сети. В отличии от средств связи, которые мы перечислили до этого, через компьютерные сети можно передать информацию в любой форме: текст, звук, изображение или видео. То есть это универсальное средство передачи информации. Техническое оснащение компьютерных сетей постоянно растёт. Скорость передачи информации постоянно увеличивается. Менее чем за секунду можно передать с одного компьютера на другой такое количество видео, которое человек может просматривать долгие часы.

Информационные процессы в живой природе и технике

Информационные процессы идут не только в человеческом обществе. Они окружают нас везде. Они существовали ещё до появления людей. Множество информационных процессов протекает в природе. Мы знаем об этом, но это кажется настолько естественным, что мы об этом даже не задумываемся.

Те из вас, у кого есть домашние животные прекрасно знают, что они узнают членов семьи, и беспокойно ведут себя с незнакомыми людьми. То есть, они воспринимают информацию о том, какой человек находится рядом с ними. Так же от сбора информации в дикой природе зависит процесс поиска питания и укрытий от хищников.

Животные также могут накапливать информацию и обрабатывать её. В течение всей своей жизни они получают опыт. Неслучайно некоторые животные после своего рождения проводят некоторое время с родителями. Помимо того, что родители добывают питание для них, они учат их большому количеству важных вещей. Каких животных следует бояться, как искать укрытие и как охотится.

Однако в живой природе большая часть информационных процессов происходит на более низком уровне. У растений постоянно происходит обмен веществом и энергией с окружающей средой. Жизненный цикл растений зависит от состава почвы, погоды и многого другого. То есть растения воспринимают информацию о состоянии окружающей среды. Светолюбивые растения воспринимают информацию о нахождении солнца в определённое время дня. Они располагают свои листья так, чтобы на них попадало как можно больше солнечного цвета. Даже процесс размножения сопровождается информационным обменом. Так новый живой организм наследует черты своих предков.

В технике тоже происходит много информационных процессов. Для лучшей работы многих технических устройств потребовалось, чтобы они получали некоторую информацию из внешней среды. Это происходит при помощи датчиков. Например, при помощи датчиков температуры кондиционер может поддерживать постоянный уровень температуры в помещении. На основе датчиков уровня освещённости и датчиков движения работают многие автоматические системы освещения.

Также и некоторая промышленная техника работает по заданной, специалистом программе, например, станки с программным управлением. Когда такой станок обрабатывает деталь, вмешательства человека не требуется. Вы наверняка слышали об автопилотах в самолётах и видели навигационную систему в автомобилях. Все эти устройства получают информацию по различным каналам связи.

Техническое устройство, которое способно производить все информационные процессы – это компьютер. Он способен собирать информацию через устройства ввода, передавать информацию через устройства вывода. Он может обрабатывать информацию с помощью процессора. Так же он может хранить собранную и обработанную информацию.

Важно запомнить:

·     Информационный процесс – это последовательность некоторых изменений в информации.

·     Информационная деятельность – это действия людей, которые связаны с хранением, сбором, передачей и обработкой информации называются.

·     Решение любых задач начинается со сбора информации.

·     Обработка информации – это процесс который направлен на изменение содержания или формы представления информации.

·     Сохранить информацию, означает каким-то способом зафиксировать её на некотором носителе.

·     Передача информации от источника к приёмнику происходит через кодирующее устройство, канал связи и декодирующее устройство.