Три компонента информатики: объект, алгоритмы, инструмент

Три составные части предмета
информатики
1. Объект изучения
- информация: свойства, формы представления, способы
преобразования и защиты, хранения и передачи и т.п.
2. Алгоритмический тип деятельности
- неизбежный шаг для автоматизации и управления
3. Новое орудие труда - особенности использования
КИБЕРНЕТИКА - наука об использовании информации в системах
управления.
Вещество
(из чего состоит, свойства)
Энергия
(что движет)
Информация
(взаимодействие живой и
неживой природы)
ХИМИЯ
ФИЗИКА
ИНФОРМАТИКА
РАЗЛИЧНЫЕ ПОДХОДЫ В ОПРЕДЕЛЕНИИ ПОНЯТИЯ
ИНФОРМАЦИЯ
ОБЫДЕННЫЙ
синоним слов: новость, какие-то сведения, знания
Это сведения о ком-то о чем-то, циркулирующие в природе и обществе
Именно в этом контексте мы будем в дальнейшем рассматривать информацию.
Информация для человека - это знания: декларативные (что?) и процедурные (как?)
КИБЕРНЕТИЧЕСКИЙ содержание сообщений (сигнал обратной связи в
системах управления)
С технической точки зрения (для автоматов и роботов) это кодирование в некоторой
искусственной форме, в виде цепочки сигналов, свойств окружающего мира – т.е. сообщений.
Компьютер обрабатывает именно сообщения, смысл которых ему недоступен.
ВЕРОЯТНОСТНЫЙ
мера уменьшения неопределенности (незнания)
Это смысловой, содержательный подход.
Сведения, содержащиеся в сообщении, не равнозначны для разных получателей.
Здесь важен смысл или содержание сообщения, которые предполагают или производят
изменения в картине мира получателя.
Цель обучения в школе : это получение знаний.
То есть информации, которая изменяет картину мира в сознании
обучающегося!
Три стадии понятия информации
(временное разделение):
• Факт
- событие окружающего мира
(зарождение информации)
• Сообщение - носитель, цепочка сигналов
(передача и хранение)
• Смысл
- содержание сообщения,
значимость для получателя..
(восприятие и использование)
Информация первого рода (первая стадия - первоисточник)
- это события, процессы, явления, или следы их проявления в окружающем
мире, имеющих место в действительности.
Элементарная доза такой информации - ФАКТ.
В результате изучения окружающего мира, в основе которого лежит СБОР и
НАКОПЛЕНИЕ фактов, формируются ЗНАНИЯ.
ЗНАНИЯ - система представлений о структуре и взаимодействии элементов
окружающего мира, то есть совокупность взаимосвязанных фактов и
закономерностей их появления
ФАКТ - реальное событие окружающего мира. Он ВСЕГДА достоверен! Его ВИДЯТ
многие! Сомневаться в его истинности нет оснований.
Результатом изучения фактов являются ЗНАНИЯ. Это совокупность ФАКТОВ и СВЯЗЕЙ
между ними. Но Знания могут быть ошибочны! Ибо связи между фактами могут
описываться индивидуумами произвольно.
Особенно плачевные результаты получаются , когда к Фактам прикладывают ФЕЙКИ ложные факты, дополняемые догадками (даже) здравомыслящих людей. А из-за
недостатка предыдущих (проверенных теорий) они дополняются ещё и ошибочными
связями. И в результате этого рождаются ошибочные теории, приводящие к
ошибочным решениям.
Достоверными связями занимается НАУКА, которая ставит эксперименты для
подтверждения правильных выводов. Или ВРЕМЯ, которое выявляет нестыковки.
Информация первого рода (первая стадия - первоисточник)
ФАКТЫ - это события, процессы, явления, или следы их проявления в
окружающем мире, имеющие место в действительности.
Отличие ФАКТА от ЗНАНИЯ.
Факт
Знания
событие, явление или
состояние
окружающего мира
система представлений об окружающем мире,
основанная на полученных фактах и связях между ними.
(картина мира в сознании индивидуума)
всегда достоверен
Могут быть ошибочны
Не путать с ложными
фактами – фэйками,
искажающими
действительность
ДЕКЛАРАТИВНЫЕ (что)
факты и причинноследственные связи,
совокупность сведений
( что известно? )
ПРОЦЕДУРНЫЕ (как)
технологии, методы,
алгоритмы, способы (как добиться результата?)
Информация второго рода – это СООБЩЕНИЕ (вторая стадия)
Сообщение - отображение в некоторой форме фактов или знаний на
каких-то материальных носителях
(на бумаге, в виде колебаний молекул воздуха – звуков, радиоволны…).
Тогда ИНФОРМАЦИЯ
- сведения об окружающем нас мире и
протекающих в нем процессах (фактах), представленные в форме, удобной
для хранения, передачи или восприятия человеком или специальным
устройством (то есть в виде сообщений)
СООБЩЕНИЕ, это отображение сведений об окружающем мире на
материальных носителях. (в виде знаков на бумаге, намагниченности на пленке,
отверстий в бумаге – перфокартах, наэлектризованности в флэш-картах).
СООБЩЕНИЕ - это последовательность сигналов, отражающих в
закодированном виде некоторые характеристики события (ФАКТА).
Простейшее сообщение - из одного сигнала.
СИГНАЛ - изменение физической среды, которому придается определенное значение
(некоторое смысловое содержание), это след на каком-либо материальном носителе.
СООБЩЕНИЕ
может быть создано, преобразовано, передано и принято, в том числе, записано,
искажено шумами, восстановлено, закодировано, расшифровано и так далее.
(компьютер обрабатывает именно сообщения (данные) и задача программиста
не потерять при обработке сообщений их содержание: смысл)
ПРИМЕРЫ СИГНАЛОВ
Сигнал - изменение физической среды, несущее информацию,
(какие-то сведения).
- След на песке
- Сломанная ветка на дереве
- Сигнальная ракета (в армии).
- Свечение лампочки на кнопке вызова лифта
- Срабатывание охранной сигнализации.
- Костер на горе
- Выстрел стартового пистолета на соревнованиях.
- Колокольный набат или сирена служебного спецавтомобиля
- Срабатывание дверного звонка в прихожей.
- Вытянутая в сторону рука у прохожего на обочине дороги
- Активное перемещение хвоста у собаки из сторону в сторону.
ПРИМЕРЫ СООБЩЕНИЙ
Сообщение – последовательность сигналов.
Простейшее сообщение – одиночный сигнал
- Костер на горе (одиночный сигнал)
- 2021 (цепочка цифр - число)
- Рассказ очевидца о некотором событии (речь)
- Записка ребенку с перечнем продуктов для приобретения
их в магазине
- Музыкальное сопровождение в эпизоде фильма
- Показания приборов на панели управления устройством
или процессом
- Телеметрическая информация со спутников (радиосигналы)
- --∙∙- ∙∙-- -∙∙ ∙∙∙- (последовательность сигналов азбуки Морзе)
- Рекламный ролик на телевидении (множество кадров)
- Вздыбленная шерсть и изогнутая спина у кошки.
Информация третьего рода – это СМЫСЛ (третья стадия для получателя)
Смысл - содержание сообщения. (Возникает при использовании информации)
Та субстанция (сущность, суть), извлекаемая из сообщения, которая меняет наше
представление об окружающем мире
В этом случае ИНФОРМАЦИЯ (содержание сообщения – его смысл)
нематериальный раздражитель, провоцирующий изменение
состояния воспринимающего объекта (получателя
сообщения).
Пример: 2 х 2 = 4
Сведения, которые закодированы в этом сообщении
• Дошкольнику ни о чем не говорит
• Первоклассник усваивает новые знания
• Студенту никакой информации не несут (давно знает)
Отсюда вероятностное определение информации
как меры уменьшения неопределенности (незнания)
Кодирование информации
процесс преобразования сигнала из формы, удобной для
непосредственного восприятия, в форму, удобную для передачи,
хранения или автоматической переработки.
Тогда СООБЩЕНИЕ – контейнер, куда помещается содержание - смысл
РАЗЛИЧНЫЕ СТАДИИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ПОНЯТИЯ
ИНФОРМАЦИИ
Совокупность
сигналов
факт
Обработка (выделение
смысла)
О чём сообщение?
сообщение
Язык – средство
формирования
представления о факте
смысл
СООБЩЕНИЕПоследовательность сигналов
или букв некоторого алфавита.
Простейшее сообщение - из
одного сигнала.
ЯЗЫКИ обеспечивают
многообразие форм
представления информации
Три формы ИНФОРМАЦИИ
• Сведения о ком-то, о чем-то [факты],
циркулирующие в природе и обществе
• Произвольная последовательность
символов т.е. любое слово [сообщения]
• Содержание сообщений (сигналов,
известий). [смыслы]
Сообщения, обрабатываемые компьютерами,
называют данными.
Домашнее задание 7-1-1
• Привести Два примера отображения одного и
того же факта с помощью различных форм
сообщений
• Привести два примера с различными
сообщениями, которые для учащегося 7 класса
содержат информацию и не содержат её.
То есть, смысл сообщения (его содержание)
а) меняет и б) не меняет
картину мира в сознании ученика.
меняет картину мира – значит после получения сообщения у
получателя появляется другое представление об окружающей
действительности.