Хранение и передача информации. Информационные процессы в живой природе.

На прошлых уроках мы узнали:

·     Информация для человека – это последовательность сообщений, или сигналов, которые он получает из разных источников.

·     Информационный сигнал – это некоторое изменение физических величин.

·     Информационный процесс – это некоторая последовательность изменений в информации.

Вопросы:

·     Хранение информации.

·     Передача информации.

·     Примеры информационных процессов в живой природе и технике.

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.

В двадцать первом веке 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.

Демонстрация объёма CD-диска

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.

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 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:

·     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.

·     Множество информационных процессов протекают в технике и природе.