Тема 1.1. Понятие информации и информационные процессы

Тема 1.1. Понятие «информация» как фундаментальное понятие современной науки.
Представление об основных информационных процессах, о системах. Кодирование
информации Информация и информационные процессы
1. Понятие «Информация»
Информация (от лат. informatio — разъяснение, изложение) — это общенаучное понятие,
связанное с объективными свойствами материи и их отражением в сознании человека.
Ключевая проблема: Не существует единственного универсального определения
информации. Его смысл меняется в зависимости от контекста.
Основные подходы к понятию «информация»:

Обыденный: Информация — это любые сведения, знания, новости, которые человек
получает из окружающего мира.

Кибернетический (для технических систем): Информация — это содержание сигналов,
передаваемых по каналам связи, мера устранения неопределенности (теория К. Шеннона).
Чем больше неопределенность была до получения сообщения, тем больше информации оно
несет.

Философский: Информация — это отраженное разнообразие, свойство материи,
возникающее при взаимодействии объектов.
Свойства информации (как ее оценивают):

Объективность — не зависит от чьего-либо мнения.

Достоверность — отражает истинное положение дел.

Полнота — достаточна для понимания и принятия решения.

Актуальность (своевременность) — важна и необходима в данный момент.

Полезность (ценность) — позволяет решить поставленную задачу.

Понятность — выражена на языке, доступном для получателя.
2. Информационные процессы
Информационные процессы — это процессы, связанные с получением, хранением,
обработкой, передачей и использованием информации. Они лежат в основе всех видов
человеческой деятельности.
Основные виды информационных процессов:
1. Сбор (получение) информации:
o
Цель: приобретение информации из внешнего мира.
o
Примеры: наблюдение, измерение, опрос, чтение, использование датчиков.
2. Обработка информации:
o
Цель: преобразование информации в нужную форму, получение нового знания.
o
Виды обработки:

Преобразование формы (перекодирование, перевод).

Сортировка (упорядочивание).

Поиск (нахождение нужных сведений).

Защита (шифрование, архивирование).

Вычисления (логические и математические операции).
3. Передача информации:
o
Цель: доставка информации от источника к получателю.
o
Модель передачи информации (по Шеннону):

Источник → Кодировщик → Канал связи → Декодировщик → Приемник
o
Помехи (шумы) в канале связи могут искажать информацию.
4. Хранение информации:
o
Цель: обеспечение доступности информации для многократного использования в будущем.
o
Носитель информации — материальный объект, используемый для хранения (бумага,
магнитный диск, флеш-память, ДНК).
o
База данных (БД) — организованная совокупность данных.
5. Поиск информации:
o
Цель: нахождение нужных сведений в хранилище (архиве, базе данных, интернете).
6. Защита информации:
o
Цель: предотвращение утери, кражи, несанкционированного доступа или изменения
информации.
o
Методы: криптография (шифрование), резервное копирование, пароли, антивирусы.
3. Понятие системы
Система (от греч. systema — целое, составленное из частей) — это совокупность
взаимосвязанных элементов (объектов), образующих единое целое и функционирующих
совместно для достижения общей цели.
Признаки системы:

Целостность: Система — это единое целое, а не просто набор частей.

Структура: Наличие устойчивых связей и отношений между элементами.

Взаимодействие: Элементы системы влияют друг на друга.

Целевая направленность: Система создана для достижения определенной цели.
Примеры систем:

Технические: Компьютер, автомобиль, телефон.

Биологические: Клетка, организм, экосистема.

Социальные: Семья, университет, государство.

Информационные: Интернет, операционная система, база данных.
Информационная система — это система, предназначенная для сбора, хранения, обработки,
поиска, передачи и выдачи информации.
4. Кодирование информации
Кодирование информации — это процесс преобразования информации из одной формы
представления в другую, удобную для ее хранения, передачи или обработки.
Обратный процесс — декодирование.
Почему необходимо кодирование?

Для единообразного представления информации в технических устройствах (компьютер
работает только с числами).

Для удобства передачи (радиосигналы, цифровая связь).

Для защиты (шифрование).

Для сжатия (уменьшения объема).
Код — это набор символов (условных обозначений) для представления информации.
Правило кодирования — это соответствие между элементами информации и их кодами.
Принципы кодирования в компьютере:
В основе всей компьютерной информации лежит двоичный код — последовательность всего
из двух символов: 0 и 1. Каждый такой символ называется бит (binary digit — минимальная
единица информации).
Это связано с простотой технической реализации (есть сигнал / нет сигнала).

Один символ такого алфавита (0 или 1) называется бит (binary digit — двоичная цифра).

Бит — это наименьшая единица измерения информации.

Байт — группа из 8 битов. Это основная единица для хранения и обработки данных.

Кодирование чисел: Числа переводятся в двоичную систему счисления.

Кодирование текста: Каждому символу (букве, цифре, знаку) ставится в соответствие
уникальный числовой код. Основные стандарты:
o
ASCII (7 бит, 128 символов) — для латиницы.
o
Unicode (16 бит и более, > 65 000 символов) — универсальный стандарт,
включающий почти все письменности мира (включая кириллицу).

Кодирование графики: Изображение разбивается на мелкие элементы — пиксели.
Каждому пикселю присваивается код, определяющий его цвет. Например, в модели
RGB цвет кодируется тремя числами (интенсивность красного, зеленого и синего
каналов).

Кодирование звука: Звуковая волна (аналоговый сигнал)
подвергается дискретизации — преобразованию в цифровой сигнал путем измерения
ее амплитуды через равные промежутки времени.
5. Информация и информационные процессы — общий вывод
Понятие информации неразрывно связано с информационными процессами. Информация
проявляется именно в процессах ее передачи, обработки и использования.
Современный мир часто называют информационным обществом, где главными ценностями
становятся информация и знания, а основными процессами — информационные.
Компьютер является универсальным устройством для автоматизации всех видов
информационных процессов:

Устройства ввода (клавиатура, мышь) — сбор.

Процессор и память — обработка и хранение.

Сетевые карты, модемы — передача.

Системы поиска и СУБД — поиск.

Антивирусы, брандмауэры — защита.
Вывод: Понятие информации является центральным в информатике и современной науке в
целом. Изучение законов информационных процессов и способов кодирования информации
позволяет создавать эффективные системы для работы с ней, что определяет технологический
прогресс и развитие общества.