Информация. Языки представления информации

Сегодня на уроке мы вспомним:

· что такое информация;

· какие виды информации существуют;

· какими свойствами должна обладать информация, чтобы было возможно принять правильное решение или сделать верный вывод;

· что такое знаковые системы;

· какие существуют языки представления информации.

Информация – это одно из основных понятий мира, вместе с такими основополагающими понятиями науки, как энергия и материя.

Слово «информация» происходит от латинского слова «informatio», что в переводе означает сведение, разъяснение, ознакомление.

В середине XX века слово «информация» стало употребляться чаще. Строгого определения термина «информация», которое относилось бы ко всем областям науки, не существует.

В повседневной жизни под термином «информация» мы понимаем сведения о предметах, действиях, процессах, фактах, которые передаются людьми устно, письменно или другими способами. То есть информация – это сведения об окружающем мире и процессах, которые происходят в нём.

С помощью органов чувств, таких как зрение, слух, вкус, обоняние и осязание, мы воспринимаем сведения о внешнем мире.

Таким образом, информация – это сведения об окружающем мире и процессах, происходящих в нём, которые человек получает с помощью органов чувств.

Как мы говорили ранее, «информация» – это понятие, имеющее множество трактовок.

Вспомним, что такое кибернетика. Кибернетика – это междисциплинарная наука об общих закономерностях получения, хранения, преобразования и передачи информации в сложных управляющих системах, будь то машины, живые организмы или общество. Так, если рассматривать понятие «информации» с позиции кибернетики, то определение будет звучать следующим образом: информация – это совокупность сигналов, сведений и воздействий, которые объект или система воспринимает извне (входная информация), выдаёт в окружающую среду (выходная информация) или хранит в себе (внутренняя информация). Для кибернетического подхода важно, что информация используется для хранения, совершенствования и развития системы.

Например, когда водитель нажимает на педаль газа в машине, то система управления автомобилем реагирует на это и начинает регулировать подачу топлива в двигатель.

Очень интересный подход к определению «информации» лежит в теории информации. Теория информации – это математическая теория систем связи и передачи информации. Здесь под информацией имеется ввиду не каждое сообщение, а лишь то, которое содержит новые знания об объектах и процессах или дополнительные уточняющие факты о них для получателя. Таким образом, в данном случае информация – это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, которые уменьшают имеющуюся о них степень неполноты или неопределённости знаний. Получается, что, например, название столицы России или формула периметра прямоугольника не являются информацией, если получатель уже знает эти сведения.

С точки зрения функционального подхода информацию определяют как форму отражения и часто связывают её с живыми системами. Под отражением понимается результат некоторого воздействия. Объект считается носителем информации о другом объекте, если в нём происходят изменения, которые отражают воздействия на него этого второго объекта. Например, если проводник включён в электрическую сеть, то он нагревается; когда наступает тепло весной, то почки на растениях распускаются; испугавшись, человек ощущает дрожь в теле и так далее.

Как мы знаем, в компьютерной обработке данных под информацией понимается последовательность символов, которые несут смысловую нагрузку и представлены в доступном компьютеру виде. Символами могут быть буквы, цифры, закодированные звуки или графические образы и так далее.

Чаще всего в информатике используют следующее определение: информация – это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, которые являются объектом хранения, преобразования, передачи и использования.

А информатика – это наука, изучающая структуру и общие свойства информации, а также её методы представления, накопления, хранения, поиска, обработки, передачи и воспроизведения с помощью технических средств.

Информационное сообщение может быть представлено в виде знаков на камне или бумаге; звуковых волн при устном сообщении; нервных импульсов, когда человек говорит; электрических импульсов при телевизионном показе и так далее.

Человек воспринимает информацию в виде знаков и образов, таких как числа, тексты, видеоинформация, графическое представление, а именно таблицы, чертежи, схемы, фотографии, рисунки и так далее. Также информация может быть представлена в виде:

· звукового сигнала, например, музыка или устная речь;

· жестов;

· вкуса;

· запахов;

· световых сигналов;

· перепадов температуры и так далее.

Носителями информации могут быть разные объекты:

· материальные предметы, например, камень и бумага;

· состояния вещества, такие как температура, давления и другие;

· волны различной природы, например, звуковые, гравитационные, электромагнитные и так далее.

Информация о физических объектах или явлениях поступает человеку в виде некоторых сигналов.

Сигнал – это изменение физических величин, например, времени, объёма, плотности, цвета и так далее.

Любая информация для человека – это система сигналов. Человек воспринимает их с помощью органов чувств или устройств, которые расширяют его знания об окружающем в мире и происходящих в нём процессах.

Сигналы делятся на непрерывные и дискретные.

Непрерывные сигналы принимают из некоторого диапазона бесконечно много значений. Между значениями, которые они принимают, нет разрывов. Чаще всего встречаются именно непрерывные сигналы. Например, речь человека, скорость поезда и так далее.

Дискретные сигналы принимают лишь конечное число значений. Все значения дискретных сигналов можно пронумеровать. Например, стиральная машина в конце стирки может подать 2 сигнала: об успешно законченной работе или об ошибке.

Все сигналы попадают в мозг человека через органы чувств. После получения сигналов человеческий мозг их обрабатывает и осмысляет. И поэтому информацию разделяют по способу восприятия на следующие виды:

· зрительная (или визуальная);

· вкусовая;

· звуковая (или аудиальная);

· обонятельная;

· и осязательная (или тактильная).

Зрительную информацию мы получаем с помощью органов зрения – глаз. Ими мы воспринимаем цифры, буквы, рисунки, фотографии, различаем цвета, формы, размеры, расположение предмета и так далее.

С помощью вкусовых рецепторов языка мы получаем вкусовую информацию о предмете, например, сладкий он или горький, острый или кислый.

Звуковую информацию мы получаем с помощью органов слуха – ушей. Это может быть речь, музыка, шум, какие-то звуковые сигналы, например, звук светофора или будильника и так далее.

С помощью органов обоняния мы воспринимаем запахи, то есть получаем обонятельную информацию.

Органы осязания – кончики пальцев и весь кожный покров – передают человеку тактильную, или осязательную, информацию. Например, информацию о температуре предмета, качестве его поверхности и так далее.

Как мы знаем, примерно 80–90 процентов информации здоровый человек получает при помощи органов зрения, 8–15 процентов – при помощи органов слуха. При помощи остальных органов чувств – обоняния, осязания и вкуса – человек получает лишь 1–5 процентов информации. Получается, что люди в целом характеризуются аудиовизуальным восприятием информации.

Интересно, что многие животные получают больше всего информации с помощью носа, так как у них очень развито обоняние. А вот летучие мыши имеют плохое зрение, можно сказать, что они в основном слепые, поэтому они полагаются на слух.

Информация нам нужна, чтобы ориентироваться в окружающей обстановке и принимать правильные решения. Но не вся информация нам в этом помогает. Чтобы принять верное решение, мы должны обладать объективной, достоверной, полной, актуальной, понятной и полезной информацией.

Рассмотрим подробнее свойства информации.

Объективность. Информация является объективной, если она не зависит от мнения или суждения людей о ней. Такую информацию можно получить с помощью измерительных приборов. Но как только информация проходит через человека, то она изменяется. Так как все люди разные, и у каждого есть свой какой-то опыт, знания, привычки, своё восприятие информации. Изменённая информация называется субъективной. Например, когда вы болеете, вы чувствуете, что у вас высокая температура, и говорите об этом маме или врачу – это субъективная информация. Мама или врач дают вам градусник, чтобы измерить температуру тела. Градусник показывает, что ваша температура 39 градусов Цельсия – это объективная информация.

Достоверность. Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел и не вступает в противоречие с ранее имеющейся информацией. Такая информация помогает принять правильное решение. Достоверная информация объективна, так как она содержит либо истину, либо ложь. Причинами недостоверной информации могут быть:

· преднамеренное искажение человеком истинной информации;

· неверное услышанная или не так понятая информация;

· преуменьшение или преувеличение значения реального факта и так далее.

Полнота. Информация является полной, если её хватает для принятия решения или чтобы сделать вывод о ситуации. Неполная информация может привести к неверному истолкованию ситуации и ошибочному принятию решения.

Актуальность. Информация актуальна, если она предоставлена вовремя. Информация, которая устарела или, наоборот, преждевременная, является неактуальной и может привести к ошибочному выводу или решению.

Полезность. Это свойство оценивается по тем задачам, которые можно решить с её помощью. Полезность – свойство субъективное, так как то, что полезно одному человеку, может быть совершенно не нужно другому.

Понятность. Информация понятна, если изложена на языке, доступном получателю. Даже если информация актуальная, достоверная и полная, но предоставлена на непонятном языке, то вы не сможете ею воспользоваться. Понятность – свойство субъективное.

Перечисленные свойства применяются для оценки любой информации.

Информация может быть представлена с помощью знаков.

Знак – это объект-заменитель, который может обозначать другой объект, явление или отношение. Большинство знаков являются частью знаковых систем.

Знаковые системы – это наборы знаков определённого типа. Например, нотная грамота, математические формулы, разговорные языки, системы счисления и многое другое.

Ни одна знаковая система не обходится без алфавита – это некоторый конечный упорядоченный набор знаков, или символов, или сигналов.

Мощность алфавита – это полное число знаков алфавита.

Каждая знаковая система содержит свои правила выполнения операций над символами алфавита.

Любая знаковая система состоит как минимум из двух знаков или сигналов. Например, в алфавите азбуки Морзе всего два знака – точка и тире. Десятеричная система счисления имеет алфавит из десяти арабских цифр и строгие правила выполнения арифметических операций над ними.

Самой важной системой знаков является язык. Язык – это определённая знаковая система представления информации.

Языки разделяют на естественные и формальные.

Естественные языки – это языки, с помощью которых общаются люди. Это могут быть разговорные языки в устной и письменной форме, язык мимики и жестов и так далее. Разговорные языки появились очень давно, чтобы люди могли обмениваться информацией. Сегодня существует несколько тысяч языков. Например, русский, белорусский, английский, испанский, китайский и многие другие.

Люди передают сообщения друг другу в устной и письменной форме, используя звуковые и визуальные наборы знаков соответственно. Визуальные знаки языка называются буквами (или иероглифами), а звуковые – фонемами – это звуки, имеющие некоторый минимальный смысл.

В русском языке используется буквенно-звуковая письменность. Это значит, что при письме каждая фонема заменяется буквой или сочетанием букв. Также существуют ещё 2 типа письменности:

· Слоговая, её используют в японском языке. Здесь каждый символ или иероглиф обозначает один из слогов.

· И идеографическая письменность, используемая в китайском языке. В такой письменности каждый иероглиф обозначает слово или его часть.

Формальные языки – это специальные языки для разных областей человеческой деятельности. Такие языки имеют фиксированный алфавит и строгие правила грамматики и синтаксиса. К формальным языкам относятся:

· языки программирования;

· алгебра и другие языки математики;

· азбука Морзе;

· нотная запись;

· системы счисления и так далее.

Большинство формальных языков создавалось на базе языка математики. Многие получили развитие в ХХ веке. В формальных языках каждое слово можно интерпретировать только однозначно.

Многие формальные языки используются специалистами в конкретных профессиональных областях и потому они применяются на международном уровне. Например, одна и таже нотная запись будет понятна как в России, так и в Испании, и в других странах.

В конце урока попробуйте ответить на следующие вопросы:

Что такое формальный язык?

Дайте хотя бы одно определение понятию «информация».

Какие свойства информации существуют?

Язык программирования – это естественный язык?

Внимательно посмотрев урок, вам не составит труда ответить на вопросы.