Что понимается под управлением информатика 10 класс
Урок 6
Информация и управление. Системный подход. Информационное общество
(§4. Информация и управление. §5. Информационное общество)
Содержание урока
§4. Информация и управление
Системы управления
§5. Информационное общество
§4. Информация и управление
Системы управления
Во многих системах взаимодействие между подсистемами можно рассматривать как управление. Такие системы (их называют системами управления) всегда содержат управляющий объект (в теории управления его называют регулятором) и управляемый объект (просто «объект»). Цель управления чаще всего задаётся извне, т. е. регулятор является только исполнителем. Например, водитель служебной машины никогда не решает сам, куда везти своего начальника.
Регулятор действует на объект (управляет им) так, чтобы цель была достигнута (рис. 1.12).
Управление (управляющее воздействие) — это сигнал, который поступает от регулятора к объекту. Это значит, что при управлении передается информация.
На приведённой схеме (см. рис. 1.12) регулятор не получает никакой информации о состоянии объекта, т. е. действует «вслепую». Такие простейшие системы управления называют разомкнутыми, в них информация идет только в одну сторону, от регулятора к объекту. Приведём некоторые примеры разомкнутых систем:
• светофор (выдаёт вам световой сигнал, но не получает информации от вас);
• табло на вокзале или в аэропорту;
• процессор выставляет данные для записи в ОЗУ на шину, ждёт некоторое время и затем, без всякого подтверждения от ОЗУ, продолжает работу (считается, что ОЗУ работает надёжно и за это время данные всегда записываются);
• начальник отдаёт приказания, но не проверяет их выполнение.
Разомкнутые системы используются в двух случаях. Во-первых, когда регулятору всё равно, реагирует ли объект на управление (светофор, табло). Во-вторых, когда регулятор настолько хорошо знает объект (имеет точную модель объекта), что уверен в выполнении своих команд. Например, начальник, уверенный в исполнительности своих подчинённых, может позволить себе (иногда) не контролировать их.
Достоинство разомкнутых систем — в их простоте. Например, во многих случаях частоту вращения электродвигателя регулируют простым реостатом, при этом не нужно ставить сложный и дорогостоящий датчик частоты вращения.
В ответственных случаях разомкнутые системы лучше не применять, потому что они имеют серьезные недостатки:
• для достижения цели регулятор должен иметь точную модель объекта; на практике такая модель чаще всего неизвестна;
• на объект всегда действует внешняя среда, и из-за этого воздействия свойства объекта могут непредсказуемо меняться; регулятор в разомкнутой системе не получает об этом никакой информации.
Даже очень исполнительные работники могут в какой-то момент «схалтурить» из-за личных переживаний или неурядиц. Поэтому в разомкнутых системах чаще всего нельзя гарантированно достичь цели управления, т. е. решить поставленную задачу.
Для достижения цели регулятор должен получать информацию от объекта. Этот канал передачи информации называют обратной связью, потому что по нему информация передаётся (с помощью датчиков) в обратном направлении, от объекта к регулятору (рис. 1.13). Системы с обратной связью называют замкнутыми системами управления, потому что информация передаётся по замкнутому контуру, циклически.
Задача регулятора — сравнить поставленную цель и реальное состояние объекта, а потом выдать нужный управляющий сигнал. Если цель достигнута, как правило, сигнал управления больше не изменяется.
Например, регулировщик, управляющий движением на перекрёстке, использует обратную связь. Он оценивает (с помощью глаз-датчиков) количество машин, движущихся в разных направлениях, и «открывает» то или другое направление. Человек управляет лучше, чем светофор, потому что учитывает реальную обстановку, которая может изменяться непредсказуемо.
Чаще всего реальные системы управления (в природе, технике, обществе) — это замкнутые системы. Они обладают несомненными достоинствами:
• могут решать задачу даже тогда, когда модель объекта неточна или свойства объекта изменяются во времени;
• позволяют учитывать случайные воздействия внешней среды.
За это приходится расплачиваться усложнением системы — нужны датчики, которые передают информацию от объекта.
Представьте себе, что в тёмной комнате упала на пол пуговица, и вы не слышали, как она стукнулась. Сказать точно, где лежит пуговица, не сходя с места, невозможно, потому что вы этого не знаете (модель неточна). Вы можете попробовать искать её на ощупь (используя обратную связь — осязание). Если и это не получается, можно включить свет (зрительная обратная связь даёт больше информации), и тогда пуговица точно будет найдена (если она, конечно, там есть). В этом примере датчиками служат наши органы чувств.
Системы с обратной связью широко используются в технике. Это, например, автопилоты на самолётах и судах, регуляторы частоты вращения турбин, роботы, оборудованные датчиками (в том числе устройствами «компьютерного зрения»).
Обратная связь существует и в обществе. Жалобы граждан должны помогать работе органов управления, сигнализируя о том, что не всё в порядке. Не зря все официальные учреждения имеют контактные телефоны и сайты в Интернете, с которых можно отправить сообщение с просьбой или предложениями по их работе.
Обратная связь, при которой регулятор стремится уменьшить разницу между заданной целью и фактическим состоянием объекта, называется отрицательной.
Системы управления делятся на автоматические и автоматизированные. Автоматические системы работают без участия человека, например автопилот. В автоматизированных системах сбор и предварительную обработку информации выполняет компьютер, а решение по поводу управления принимает человек.
Многие системы умеют «подстраиваться» под изменения внешних условий или изменение свойств объекта управления. Они называются адаптивными. Классическая адаптивная система — глаз человека, который изменяет диаметр зрачка в зависимости от освещённости. В технических системах адаптивные регуляторы могут управлять объектом, модель которого очень плохо известна или меняется. Они параллельно решают две задачи — управляют и уточняют имеющуюся модель, что, в свою очередь, позволяет улучшить управление.
Следующая страница 
Вопросы и задания
Cкачать материалы урока
Тест с ответами по информатике: “Информационные связи в системах различной природы” 10 класс
1. В каком виде чаще всего графически представляются системы:
а) в виде графа +
б) в виде кластера
в) в виде интеллект-карты
2. Порядок связей между элементами системы:
а) текстура системы
б) структура системы +
в) остов системы
3. Сложные объекты, состоящие из взаимосвязанных частей и существующие как единое целое называют:
а) составными объектами
б) множествами
в) системами +
4. Правильно установите соответствие:
объект управления:
а) органы движения +
б) мозг
в) нервная система
5. Для какого вида систем характерно наличие информационных связей:
а) только для искусственных систем
б) только для естественных систем
в) как для естественных, так и для искусственных систем +
6. Правильно установите соответствие:
управляющая система:
а) нервная система
б) мозг +
в) органы движения
7. В чём состоит суть системного подхода:
а) в изучении взаимодействия системы с окружающим миром
б) в изучении связей между отдельными элементами системы
в) в изучении отдельных элементов системы, связей между ними и взаимодействия системы с окружающим миром +
8. Правильно установите соответствие:
канал информационной связи:
а) нервная система +
б) органы движения
в) мозг
9. Что изучает наука кибернетика:
а) принципы роботостроения
б) теоретические аспекты информационных процессов
в) процессы управления в живых и неживых системах +
10. Информатика – это наука о методах и процессах сбора, хранения, обработки, передачи, анализа и оценки информации с применением компьютерных технологий, так ли это:
а) нет
б) да +
в) отчасти
11. Процесс целенаправленного воздействия на объект, осуществляемый для организации его функционирования по заданной программе:
а) управление +
б) программирование
в) прогнозирование
12. Аппаратные информационные методы:
а) устройства, встраиваемые непосредственно в вычислительную технику
б) взаимодействие данных с информационными методами, использующими технические средства +
в) взаимодействие данных с любыми техническими средствами
13. Чем автоматизированная система управления отличается от автоматической:
а) автоматическая система работает без участия человека +
б) это два разных названия одного и того же понятия
в) автоматизированная система работает без участия человека
14. Во всем многообразии окружающих нас систем можно выделить системы:
а) заимствованные
б) основные
в) естественные +
15. На чём основано системное мышление:
а) на способности человека применять системный подход +
б) на широте кругозора человека
в) на способности человека придерживаться принятой системы при рассмотрении конкретного вопроса
16. Во всем многообразии окружающих нас систем можно выделить системы:
а) главные
б) искусственные +
в) второстепенные
17. Процесс передачи информации о состоянии объекта управляющему объекту:
а) прямая связь
б) индикация
в) обратная связь +
18. Такие системы также можно назвать материальными:
а) основные
б) естественные +
в) заимствованные
19. Может ли один и тот же объект являться и системой, и элементом системы (простым объектом):
а) не может
б) может, если обладает достаточной сложностью
в) может, в зависимости от случая, в котором он рассматривается +
20. Изучением процессов управления в живых и неживых системах занимается наука:
а) философия
б) кибернетика +
в) ботаника
21. Выберите из предлагаемых вариантов только нематериальную систему:
а) разговорный язык +
б) оркестр
в) автомобиль
22. Все системы управления можно разделить на:
а) основные системы управления
б) неавтоматические системы управления +
в) второстепенные системы управления
23. Выберите из предлагаемых вариантов только нематериальную систему:
а) Солнечная система
б) оркестр
в) нотные записи +
24. Все системы управления можно разделить на:
а) роботизированные системы управления
б) автоматизированные системы управления +
в) зависимые системы управления
25. Выберите из предлагаемых вариантов только материальную систему:
а) нотные записи
б) разговорный язык
в) животный организм +
26. Все системы управления можно разделить на:
а) управляющие системы управления
б) системы автоматического управления +
в) управляемые системы управления
27. Выберите из предлагаемых вариантов только материальную систему:
а) машина +
б) разговорный язык
в) нотные записи
28. Апельсин состоит из множества различных объектов, так ли это:
а) да
б) отчасти
в) нет +
29. Что понимается под управлением:
а) планомерное воздействие на некоторый объект с целью изменения его свойств +
б) планомерное воздействие на некоторый объект с целью достижения определенного результата
в) управление движением объекта
30. Апельсин состоит из множества подобных объектов, так ли это:
а) нет
б) да +
в) отчасти
Информационное управление
Слово «управление» в современном мире употребляется столь же часто, как и слово «информация». Управление – это целенаправленный процесс, он должен обеспечить определенное поведение объекта управления, достижение определенной цели. Для этого нужен план управления, который реализуется через последовательность управляющих команд, передаваемых по прямой связи. Такая последовательность называется алгоритмом управления.
Основными компонентами управления являются цель управления, субъект и объект управления, среда, в которой осуществляется деятельность субъекта и объекта, управляющее воздействие, прямая и обратная связь, результат управления.
Кибернетика – «искусство управления», основателем которой является Н.Винер. Основное положение кибернетики таково: общие принципы и закономерности управления справедливы для систем различной природы. Эта общность проявляется прежде всего в том, что управление по своей сути есть совокупность информационных процессов. Осуществление процесса управления сопряжено с передачей, накоплением, хранением и переработкой информации, характеризующей управляемый объект, ход процесса, внешние условия, программу деятельности и пр. Управление невозможно без того, чтобы объект управления (будь то машина или автоматическая линия; предприятие или войсковое соединение; живая клетка, синтезирующая белок, или мышца; текст, подлежащий переводу, или набор символов, преобразуемый в художественное произведение) и управляющее устройство (мозг и нервная ткань живого организма или управляющий автомат) обменивались между собой информацией.
В любом процессе управления всегда происходит взаимодействие двух подсистем – управляющей и управляемой. Если они соединены каналами прямой и обратной связи, то такую систему называют замкнутой или системой с обратной связью. По каналу прямой связи передаются сигналы (команды) управления, вырабатываемые в управляющей системе. Подчиняясь этим командам, управляемый объект осуществляет свои рабочие функции. В свою очередь, объект управления соединен с управляющей системой каналом обратной связи, по которому поступает информация о состоянии управляемого объекта. В управляющей системе эта информация используется для выработки новых управляющих воздействий.
Но иногда бывает так, что нарушается нормальное функционирование канала прямой или обратной связи. В этом случае система управления становится разомкнутой. Разомкнутая система оказывается неспособной к управлению. И в этом случае вряд ли можно ожидать достижения заданной цели деятельности.
Виды управления можно классифицировать следующим образом:
· по степени автоматизации: автоматическое, автоматизированное, неавтоматизированное управление;
· по учету фактора времени: управление в реальном масштабе времени, опросное (выборочное) управление, управление с задержкой;
· по виду управляющих воздействий: управление посредством команд, управление через алгоритм, управление на основе системы правил и пр.
Сущность кибернетического подхода к решению задачи управления сложными системами сводится к так называемой модели черного ящика. По отношению к исследуемой системе определяются лишь входные и выходные сигналы, описывается взаимосвязь между ними. Входные и выходные сигналы, независимо от их физической природы, интерпретируются как информация. Поэтому управление системой рассматривается как информационное взаимодействие с ней некоторого управляющего объекта.
Основным открытием кибернетической науки является принцип универсальности схемы управления с обратной связью. Эта модель управления распространяется на технические устройства, биологические и социальные системы.
Под системой управления понимается вся совокупность управляющих средств: управляющий объект, каналы прямой и обратной связи. Алгоритм управления является информационной компонентой системы управления.
Следует определить понятие самоуправляемой системы. Это некоторый единый объект, организм, в котором присутствуют все компоненты систем управления. Примерами таких систем являются живые организмы, наиболее совершенный из которых – человек.
Создание искусственных самоуправляемых систем – одна из сложнейших задач науки и техники. Робототехника – пример такого научно-технического направления.
Системы управления с использованием ЭВМ называются автоматизированными системами управления (АСУ). Как правило, АСУ ориентированы на управление деятельностью производственных коллективов, предприятий. Основная цель таких систем – быстро и точно представлять руководителям предприятия необходимую информацию для принятия управляющих решений. Задачи, решаемые средствами АСУ, относятся к области экономической кибернетики.
Автоматизированные системы управления – комплекс технических и программных средств, обеспечивающих в тесном взаимодействии с отдельными специалистами или коллективами управление объектом в производственной, научной или общественной сфере.
Основное преимущество АСУ перед традиционными методами управления состоит в том, что для принятия необходимых решений управленческому персоналу предоставляется более полная, своевременная и достоверная информация в удобной для восприятия форме.
По функциям АСУ подразделяют на следующие виды:
— системы управления предприятием (АСУП);
— отраслевые системы управления (ОАСУ);
· системы управления технологическими процессами (АСУТП):
— гибкие производственные системы (ГПС);
— системы подготовки производства (АСУПП);
— системы контроля качества продукции (АСК);
— системы управления станками с числовым программным обеспечением (ЧПУ);
· интегрированные системы, объединяющие перечисленные виды АСУ в различных комбинациях.
По результатам деятельности различают АСУ информационные, информационно-советующие, управляющие, самонастраивающиеся, самообучающиеся.
Важные компоненты АСУ – аппаратное обеспечение, программное обеспечение, информационное обеспечение, математическое обеспечение.
Информационное обеспечение АСУ охватывает всю документацию (правовую, нормативную, техническую, конструкторскую, технологическую, учетную), представленную в электронном виде и необходимую для управления производством, а также схемы ее движения.
Основными элементами АСУ являются автоматизированные рабочие места специалистов, объединенные в локальную корпоративную вычислительную сеть.
Автоматизированное рабочее место – рабочее место специалиста, оснащенное компьютером или комплексом специализированных устройств, соответствующим программным обеспечением, которые позволяют автоматизировать часть выполняемых специалистом производственных операций.
Одна из основных целей автоматизации – возможность для каждого сотрудника, относящегося к любому подразделению, получения информации в то время и в той форме, которые ему необходимы.
Особое внимание при внедрении АСУ уделяется человеческому фактору.
Любая из технических систем – лишь механизм для повышения эффективности управления, принятия правильных стратегических и тактических решений на основе своевременной и достоверной информации, выдаваемой компьютером. Этот механизм полезен при правильном, целесообразном использовании его человеком.
Вопросы для самопроверки
1. Какие значения имеет слово «модель»?
2. Приведите классификацию информационных моделей.
3. Что такое моделирование? Назовите его этапы.
4. В чем заключается суть формализации?
5. Приведите примеры формализации различных видов информации.
6. Определите понятие «информационный процесс».
7. Какие виды информационных процессов вам известны?
8. Расскажите о различных способах обработки информации.
9. Дайте определение информационной системы. Что в нее входит?
10. Назовите свойства информационных систем.
11. Что составляет техническую базу информационной технологии?
12. Охарактеризуйте этапы развития электронных вычислительных машин.
13. На какие классы делятся электронные средства обработки информации?
14. Опишите устройство персонального компьютера.
15. Какие виды компьютерных сетей вам известны?
16. Расскажите о работе сети Интернет.
17. Что подразумевается под программным обеспечением компьютера?
18. На какие классы делятся программы?
19. Охарактеризуйте наиболее часто используемые программные продукты.
20. Назовите виды и методы защиты информации.
21. Какие бывают виды вредительских программ?
22. Перечислите основные компоненты информационного управления.
23. Опишите функции автоматизированных систем управления.
Литература
2. Информатика. Базовый курс / Под ред С.В. Симоновича. – СПб.: Питер, 2005. – 640 с.
3. Информатика: Учебник/ Под ред. Н.В. Макаровой. – М.: Финансы и статистика, 2002. – 768 с.
Презентация была опубликована 6 лет назад пользователемИван Румянцев
Похожие презентации
Презентация на тему: » Информатика 10 класс. Жизнедеятельность любого организма или нормальное функционирование технического устройства связаны с процессами управления. Процессы.» — Транскрипт:
1 Информатика 10 класс
4 Управление как информационный процесс. Управление является информационным процессом. Действительно для принятия тех или иных решений и их реализации требуете, постоянно производить различные действия с информацией: получить и обработать данные о состоянии регулируемого объекта и окружающее его среды, передать контролируемому объекту управляющие команды для изменения его состояния в соответствии с целью управления. Часто при организации процесса управления требуется также хранить поступающую информацию, для того чтобы использовать ее в дальнейшем. Таким образом, в ходе управления применяются все наиболее важные виды работы с информацией, фигурирующие в определении информационного процесса.
6 Разомкнутая схема управления. В простейшем случае управляющий объект посылает свои команды исполнительному объекту, без учета его состояния. В этом случае воздействия передаются только в одном направлении, такая система называется разомкнутой. Такой процесс не учитывает состояние управляемого объекта и обеспечивает управление по прямому каналу (от управляющего объекта к управляемому). Подобные системы управления называются разомкнутыми. Информационную модель разомкнутой системы управления можно наглядно представить с помощью следующей схемы:
7 Разомкнутыми системами являются всевозможные информационные табло на вокзалах и аэропортах, которые управляют перемещениями пассажиров. К рассматриваемому классу систем можно сгнести и современные программируемые бытовые приборы. Как правило, описанная схема управления не очень эффективна и нормально работает только до возникновения экстремальных условий. Так, при больших потоках транспорта возникают пробки, в аэропортах и вокзалах приходится дополнительно открывать справочные бюро, в микроволновой печи при неправильной программе может произойти перегрев и. т. п.
10 Что такое управление? Какие системы управления вы знаете? Приведите примеры системы управления без обратной связи и с обратной связью. В чём состоит различие между системами управления без обратной связи и системы управления с обратной связью.
Конспект урока в 10 классе «Обработка информации. Систематизация информации»»
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Урок №18
Тема: Обработка информации. Систематизация информации.
Цель: сформировать представление о систематизации, поиске и кодировании информации как способах обработки информации, изменяющей форму представления, но не изменяющей ее содержание.
Задачи урока:
Обучающие : познакомить с понятиями «систематизация, поиск, сортировка (упорядочение) – по алфавиту, по номерам, в хронологической последовательности»;научить учащихся:систематизировать информацию по признаку,производить упорядочивание и определять способ упорядочивания информации,искать информацию по заданному признаку.
Развивающие : развивать внимание, образное и логическое мышление, познавательный интерес учащихся;формировать информационную культуру учащихся.
Воспитывающие : формировать умение слушать инструктаж учителя;формировать навыки самостоятельной работы, развивать у учащихся интерес к предмету.
Тип урока: ознакомление с новым материалом.
Оборудование: компьютер с проектором; презентация; карточки с заданиями для учащихся; учебники.
I. Оргмомент
II. Объяснение нового материала
Начать лучше с простого,
чтобы сложное казалось простым…
Окружающий нас мир бесконечно многообразен. Бесплодны попытки человека понять любой его объект, любое явление в исчерпывающей полноте. С зарождения науки в древности и до наших дней основным методическим принципом познания является моделирование. Модель – это упрощенное по сравнению с реальностью описание объекта или явления, учитывающее только некоторые существенные, с точки зрения исследователя, его свойства. Моделирование всегда связано с абстрагированием, с выделением общего из множества частностей. Любой учёный сознаёт, что понять – это значит найти общность, отвлекшись от частностей, а затем выяснить частности через эту понятную общность.
Одним из первых обобщенных, абстрактных понятий науки стало понятие “вещество”. В разнообразии материальных объектов учёные пытались увидеть некоторое единство, отыскать “первоматерию”, атомы вещества. Эта идея развивалась от философии древней Греции (Демокрит, Эпикур, Лукреций) до самой современной квантовой теории вещества. После разгадки природы вещества, его структуры, казалось, что всё в мире можно объяснить, описав его как совокупность взаимодействующих материальных частиц.
Следующим обобщающим понятием в истории науки стало понятие “энергия”. Его появление было связано с развитием техники, созданием двигателей, технических преобразователей энергии. Наука стала активно использовать “энергетический язык” в описании природы. Физические, химические, биологические процессы стали рассматриваться с позиции передачи и преобразования энергии. Знаменитая формула Эйнштейна (Е=mc 2 ) казалось, окончательно закрепила всеобщность энергетического подхода.
Желая исследовать всё более сложные объекты в технике, биологии, обществе, наука встала перед фактом невозможности детального описания их поведения на языке материально-энергетических моделей.
В середине ХХ века появляется и развивается новая научная дисциплина – кибернетика. Её основатель (1948 г.) – американских математик Норберт Винер. Термин “кибернетика” на греческом языке означает “искусство управления”. Н.Винер назвал кибернетикой науку об управлении и связи в живом организме и машине.
Центральным понятием кибернетики является информация. Между элементами кибернетической системы, а также между различными системами имеют место информационные взаимодействия, т.е. обмен управляющими сигналами, знаками, командами.
Кибернетика породила новый системно-информационный взгляд на природу. Вещество – энергия – информация – это три точки зрения, три стороны, с которых наука сумела посмотреть на бесконечно разнообразный мир.
В 60-70-е годы ХХ века информатика выделилась из кибернетики как самостоятельная научная дисциплина. Предметом информатики является собственно информация, способы её представления, передачи и обработки. В современном виде информатика оформилась с массовым появлением и развитием электронно-вычислительных машин (ЭВМ).
В своей повседневной жизни, в производственной деятельности человек постоянно имеет дело с тремя упомянутыми выше субстанциями: веществом, энергией и информацией. Мы не можем жить без пищи, одежды, жилья, предметов быта, транспорта и пр. Всё это – материальные объекты (в общем понятии – вещество). Электричество, отопление в наших домах – это энергия. Пресса, радио, телевидение, книги – информация. Значит, информатика – современная научная база информационной сферы деятельности людей.
§1 Информация и знания
Представьте себе, что вы ничего не видите, ничего не слышите, не ощущаете ни запахов, ни холода, ни тепла, а в добавок вся пища абсолютно безвкусная… Надо полагать, жизнь сразу бы потеряла для вас свою привлекательность. Ни телевизора, ни компьютерных игр, ни музыки, ничего … И всё по тому, что нас лишили постоянного притока информации, без которого немыслимо нормальное существование человека в окружающем мире.
Человек воспринимает информацию из окружающего мира с помощью своих органов чувств; их пять: зрение, слух, вкус, обоняние, осязание.
Чтобы правильно ориентироваться в мире, нам приходится запоминать полученные сведения (хранить информацию). В процессе достижения каких-либо целей мы принимаем решения (обрабатываем информацию), а в процессе общения с другими людьми – передаём и принимаем информацию. Каждый из нас живёт в мире информации.
Понятие информация (лат. informatio – сведения, разъяснения, изложение) – одно из самых фундаментальных в современной науке, поэтому определить его исчерпывающим образом через какие-то более простые понятия невозможно.
В информатике известны различные подходы к этому понятию, и каждый подход даёт своё определение информации. Рассмотрим два различных подхода к информации:
Будем придерживаться следующего определения информации:
Информация – это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии.
Рассмотрим свойства информации.
Человек – это существо социальное, для общения с другими людьми ему необходимо обмениваться с ними информацией, причём этот обмен происходит на определённом языке – русском, английском и т.д. Участники дискуссии должны владеть тем языком, на котором ведётся общение, тогда информация будет понятной.
Только при условии, что информация полезна, дискуссия приобретает практическую ценность. Бесполезная информация создаёт информационный шум, который затрудняет восприятие полезной информации.
Широко известен термин “средства массовой информации” (газеты, радио, телевидение), которые доводят информацию до каждого члена общества. Обязательно, чтобы такая информация была достоверной и актуальной. Недостоверная информация вводит членов общества в заблуждение и может стать причиной возникновения социальных потрясений. Неактуальная информация бесполезна, и потому никто, кроме историков, не читает прошлогодних газет.
Чтобы человек мог правильно ориентироваться в окружающем мире, ему нужна полная иточная информация. Задача получения полной и точной информации стоит перед наукой. Человек получает полную и точную информацию о природе, обществе и технике в процессе обучения.
§2 Информационные процессы
Процесс — последовательная смена состояний объекта в результате произведенных действий.
Если происходит смена состояний объекта, то в этом случае можно говорить о процессе.
Особую роль в ходе протекания некоторых процессов играет информация.
Если обратиться в далекое прошлое, то жалобы на обилие информации обнаруживаются тысячелетия назад.
Информационный кризис — это возрастающее противоречие между объемом накапливаемой в обществе информации и ограниченными возможностями ее обработки отдельно взятой личностью.
Информационный процесс — совокупность последовательных действий (операций), производимых над информацией (в виде данных, сведений, фактов, идей, гипотез, теорий и пр.) для получения какого-либо результата (достижения цели).
Информационные процессы всегда протекают в каких-либо системах (социальных, социотехнических, биологических и пр.).
Система — совокупность взаимосвязанных между собой объектов. Составные части системы называются элементами или компонентами.
Информационный процесс может состояться только при наличии информационной системы, обеспечивающей его составляющие.
Есть три типа информационных процессов: хранение, передача и обработка информации.
Обработка информации составляет основу процесса преобразования информации.
Информация передается в форме сообщений от некоторого источника информации к ееприемнику посредством канала связи между ними. Источник посылает передаваемое сообщение, которое кодируется в передаваемый сигнал. Этот сигнал посылается поканалу связи. В результате в приемнике появляется принимаемый сигнал, которыйдекодируется и становится принимаемым сообщением.
Живое существо своими органами чувств (глаз, ухо, кожа, язык и т. д.) воспринимаетинформацию из внешнего мира, перерабатывает ее в определенную последовательность нервных импульсов, передает импульсы по нервным волокнам, хранит в памяти в виде состояния нейронных структур мозга, воспроизводит в виде звуковых сигналов, движений и т.п., использует в процессе своей жизнедеятельности.
Информационные процессы, осуществляемые по определенным информационным технологиям, составляют основу информационной деятельности человека.
Компьютер является универсальным устройством для автоматизированного выполнения информационных процессов.
Для любознательных
Единство информационных процессов
Установлена общность информационных процессов в живой природе, обществе, технике.
Каждую весну вы наблюдаете, как на деревьях появляются почки, которые потом распускаются, превращаясь в листья, а осенью меняют окраску и опадают. Все эти процессы неразрывно связаны с информацией. Дерево воспринимает информацию о состоянии окружающей среды: температуре воздуха и почвы, продолжительности светового дня, интенсивности солнечных лучей. Такая информация служит сигналом для протекания различных физико-химических процессов в клетках, а значит, управляет этими процессами.
В животном мире, так же как и в мире людей, информация играет немаловажную роль. Например, звуковое общение насекомых имеет удивительную особенность: несмотря на многочисленные помехи (другие звуки), они безошибочно выделяют нужный сигнал и точно определяют его источник.
Есть ли различия в информационных процессах, характерных для растительного и животного мира? Заметим, что изменение температуры передается листьям от корней, а не при непосредственном контакте. Передача растением информации за пределы собственных живых клеток другому растению не предусмотрена, что отличает растительный мир от животного. У животных, живущих сообществами, даже выработался особый язык (например, язык хвостов у волков) для передачи сообщений друг другу. Но это отличие растительного мира от животного, а не информационных процессов, которые протекают в этих мирах.
Можно утверждать, что в неживой природе информационный процесс не свойственен — ни камню, ни умершему живому организму. При воздействии окружающей среды могут происходить изменения (разрушение, химические реакции). Но эти изменения происходят не в результате информационного воздействия, а в результате физического воздействия или химической реакции. Здесь нет информационной системы. Отсутствует восприятие параметров, подлежащей обработке, тем самым переводящие её в ранг информации.
В неживой природе можно говорить об информационных процессах применительно к технике, когда она реагирует на некоторые действия человека.
С такими процессами вы сталкиваетесь, когда опускаете в автомат турникета жетон, который проверяется на соответствие. Информация о проверке поступает на специальное устройство, которое открывает турникет.
Техника моделирует некоторые действия человека и способна иногда заменить его. Пример — телефонный автомат на улице.
С информационными процессами вы сталкиваетесь с детства.
Для того чтобы получать и передавать знания, узнавать об опасности, выражать свое отношение к происходящему, людям необходимо вступать в контакты (общаться друг с другом). Это называется коммуникацией и является основой информационных процессов в человеческом обществе. Это слово происходит от латинского communicatio (сообщение, передача) и обозначает процесс обмена мыслями, сведениями, идеями, то есть информацией. Коммуникацией часто называют не только процесс, но и путь и средства передачи некоего объекта с одного места на другое.
Внешние условия (среда) накладывают отпечаток на информационные процессы, а, следовательно, и на коммуникационные процессы. Например, поведение человека в воде совершенно другое, нежели на суше. Изменение коммуникационной среды требует от людей, желающих общаться между собой, знания языка, правил общения, умения читать, писать.
С появлением электричества прочное место в передаче информации занимают телефон, телеграф. Позже появились средства радиосвязи, обеспечивающие коммуникации без проводов. Это сделало возможной связь в любых условиях.
После изобретения радио, телевидения, аудио- и видеосредств появилась возможность тиражирования и распространения информации в больших количествах, она стала доступна широким массам людей. Поэтому коммуникационные системы, обеспечивающие распространение информации с помощью радио, телевидения, кино, звукозаписи, видеозаписи и печатных изданий, называют средствами массовой информации (СМИ). С развитием этих средств люди получили постоянные источники информации.
С появлением компьютеров развитие информационных процессов приобретает небывалый размах. Новая среда предоставляет условия обмена информацией и хранения ее в виде, удобном для корректировки и видоизменения. Сейчас появились информационные системы, дающие человеку возможность практически мгновенно получать необходимую информацию, передавать ее на большие расстояния. Однако это требует от человека определенных знаний для использования такой среды. Компьютеры соединяются между собой в глобальную систему, создавая информационную среду общения людей, имеющих доступ к этой системе.
Таким образом, информационные процессы присущи живой природе, обществу и технике.
§3 Информационные революции. Информационное
общество. Информатизация. Информационная культура
Вплоть до XV века деятельность общества была направлена на овладение веществом, то есть познание свойств вещества и изготовление сначала примитивных, а потом более сложных орудий труда.
Затем в процессе становления общества на первый план вышла проблема овладения энергией — сначала тепловой, затем электрической, наконец, в XX веке — атомной. Овладение энергией позволило освоить массовое производство потребительских ценностей и, как следствие, повысить уровень жизни людей и изменить характер их труда.
В то же время людям всегда была свойственна потребность выразить и запомнить информацию об окружающем мире. В истории развития цивилизаций произошло несколькоинформационных революций.
Первая революция связана с изобретением письменности (около 5 тыс. лет назад). Люди получили возможность не только обмениваться информацией при непосредственном общении, но и записывать её, хранить и передавать следующим поколениям. Были изобретены различные языки письменности, которые использовали знаки для написания слов, предложений. В древней Индии для изображения чисел придумали специальные знаки – цифры от 0 до 9. Появилась десятичная система счисления – язык для представления чисел, которым человечество пользуется уже несколько тысячелетий.
Вторая революция вызвана изобретением книгопечатания. Печатный станок, созданный И. Гуттенбергом в Германии в 1440 году открыл новую эру в обмене информацией. Знания, информация стали широко тиражируемыми, доступными многим. Это послужило мощным стимулом для увеличения грамотности населения, развития образования, науки, производства. Данное изобретение радикальным образом изменило общественную культуру.
В конце 19 века началось овладение электрической энергией, были изобретены электрогенератор и электродвигатель. И, наконец, в середине 20 века человечество овладело атомной энергией, в 1954 году в СССР была пущена в эксплуатацию первая атомная электростанция.
Овладение энергией позволило перейти к массовому машинному производству потребительских товаров, было создано индустриальное общество.
В этот период происходили также существенные изменения в способах хранения и передачи информации. В конце 19 века для передачи информации на длинные расстояния по проводам стали широко использоваться телеграф и телефон. В 20 века – электромагнитные волны (радио, а затем и телевидение, позволяющие оперативно передавать информацию).
Четвертая революция (70-е годы XX в) связана с изобретением персонального компьютера. Хотя начало четвертой революции положил Чарльз Беббидж в середине 19 века, когда создал механическую цифровую аналитическую машину.
Создание персонального компьютера было предопределено нараставшими объемами информации, с которыми сложно справиться с помощью традиционных технологий: бумаги и ручки. Это противоречие стало негативно сказываться на темпах роста научно-технического процесса. Начинали говорить об «информационном взрыве», называя так бурный рост потоков и объемов информации. В качестве средства для хранения, обработки и передачи информации научно-технический прогресс предложил обществу компьютер.
Еще недавно никто не представлял, что человечество окажется на пороге новой эры в развитии цивилизации — информационной.
С середины 20 века начался постепенный переход от индустриального к информационному обществу. Т.е. в настоящее время происходит активный процесс информатизации общества.
Под информатизацией понимается активное внедрение компьютерной техники и новых информационных технологий в различные сферы производства, общественной и личной жизни людей.
Информационное общество — общество, в котором большинство работающих заняты производством, хранением, обработкой, продажей и обменом информацией.
В информационном обществе главным ресурсом является информация, именно на основе овладения информацией о самых различных процессах и явлениях можно эффективно и оптимально строить любую деятельность.
В информационном обществе важным становится не только произвести большое количество продукции, но и произвести нужную продукцию в определённое время, с определёнными затратами и т.д. Поэтому в информационном обществе повышается не только качество потребления, но и качество производства, человек, использующий информационные технологии, имеет лучшие условия труда, труд становиться творческим, интеллектуальным и т.д.
В качестве критериев развитости информационного общества можно взять три:
Информационная культура — умение целенаправленно работать с информацией для ее получения, обработки и передачи, используя компьютерную информационную технологию, современные средства и методы.
Будучи важнейшей составляющей культуры в целом, информационная культура является продуктом разнообразных творческих способностей человека. В основном она проявляется в следующем:
Информационная культура заимствует и использует достижения многих наук: кибернетики, информатики, теории информации, математики, теории проектирования баз данных и ряда других дисциплин. Неотъемлемой частью информационной культуры является знание информационной технологии и умение применять ее на практике.
В информационном обществе использование компьютеров во всех сферах человеческой деятельности обеспечит доступ к надежным источникам информации, избавит людей от рутинной работы, ускорит процесс принятия оптимальных решений, автоматизирует обработку информации в производственной и социальной сферах.
В результате движущей силой развития общества должно стать производство информационного, а не материального продукта. Что же касается материального продукта, то он станет более «информационно ёмким», и его стоимость будет в значительной степени зависеть от объема допущенных в его структуре инноваций, от дизайнерского решения до качества маркетинга.
В информационном обществе изменится не только производство, но и весь уклад жизни, система ценностей, возрастет значимость культурного досуга. От человека потребуется способность к творчеству, возрастет спрос на знания.
Материально-технической основой информационного общества станут различного рода системы на базе компьютерной техники и компьютерных сетей, информационной технологии, телекоммуникационной связи.
В конце XX века созданная теоретиками картина информационного общества постепенно приобретает зримые очертания. Прогнозируется превращение всего мирового пространства в единое компьютеризированное и информационное сообщество людей, проживающих в квартирах и коттеджах, оснащенных всевозможными электронными приборами и компьютеризированными устройствами. Деятельность людей будет сосредоточена, главным образом, на обработке информации, а производство энергии и материальных продуктов будет возложено на машины.
На сколько Вы информационно культурный человек?
Человек, который может назвать себя информационно культурным должен овладеть определённым комплексом знаний, умений и навыков в области информационных и коммуникационных технологий, таких как:
Тест по теме «Информация и информационные процессы»
а) вещество, энергия, информация; б) энергия, вещество, информация;
в) информация, энергия, вещество; г) вещество, информация, энергия.
а) основатель науки “Информатика”;
б) первым описал мир, как вещественно-энергетическую модель;
в) основатель науки “Кибернетика”;
г) изобретатель первого робота – киборга.
а) об информации;
б) об информации и её свойствах;
в) о способах получения, преобразования, хранения, передачи и использования информации;
г) о внедрении компьютерной техники и информационных технологий в различные сферы производства, общественной и личной жизни людей.
а) достоверной; б) актуальной; в) объективной; г) понятной.
а) понятной; б) достоверной; в) объективной; г) полной.
а) полезной; б) актуальной; в) полной; г) достоверной.
а) органов слуха; б) органов зрения;
в) органов осязания; г) органов обоняния.
а) общество, в котором большинство работающих заняты производством информации;
б) общество, в котором большинство работающих заняты хранением и продажей информации;
в) общество, в котором большинство работающих заняты производством, хранением, обработкой, продажей и обменом информации;
г) общество, которое общается с помощью компьютерной техники.
а) умение целенаправленно работать с информацией для ее получения, обработки и передачи, используя компьютерную информационную технологию, современные средства и методы;
б) использование в своем лексиконе новых, малознакомых другим слов;
в) приобретение компьютера;
г) расширение знаний в сфере обработки, получения и передачи информации.
а) символы; б) сигналы; в) знания; г) интеллект.
а) символы (сигналы); б) буквы и цифры в) знания; г) интеллект.
а) 1,2 и 3; б)3 и 7; в) 3 и 5; г) 4, 5 и 7.
а) процессом; б) кризисом; в) влиянием; г) системой.
а) сведения, которые нас интересуют;
б) часть сообщения, которая участвует в управлении;
в) отражение внешнего мира с помощью знаков и сигналов;
г) сообщения, которые обладают новизной или полезностью.
а) информационный процесс; б) информационный кризис;
в) информационная революция; г) информационная система.
§4 ИНФОРМАЦИОННАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ. ИСТОРИЯ
ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЭВМ (ПК) и КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ
Информационной деятельностью будем называть деятельность человека, связанную с процессами получения, преобразования, накопления и передачи информации.
Тысячелетиями предметами труда людей являлись материальные объекты. Все орудия труда – от каменного топора до первой паровой машины, электромотора или токарного станка – были связаны с обработкой вещества, использованием и преобразованием энергии. Вместе с тем человечеству пришлось решать задачи управления обществом и отдельными группами людей, а также накопления и передачи информации, опыта, знания. Появляется потребность в деятельности, связанной с преобразованием, накоплением, систематизацией информации, и возникают группы людей, чья профессия связана исключительно с информационной деятельностью. В древности, например, военачальники, жрецы, летописцы, а затем – учёные и т.д. Постоянно расширялся круг людей, занятых обработкой и накоплением информации. Непрерывно рос объём человеческих знаний, опыта, а вместе с ним и количество книг, рукописей и других письменных документов. Появилась необходимость создания специальных хранилищ этих документов – библиотек, архивов. Информацию, содержащуюся в книгах и других документах, требовалось не просто хранить, а упорядочивать, систематизировать. Так возникли библиотечные классификаторы, предметные и алфавитные каталоги и другие средства систематизации книг и документов, появились профессии библиотекаря, архивариуса.
По мере развития общества, научно-технического прогресса человечество создавало всё новые средства и способы сбора, хранения, передачи информации. Но важнейшее в информационных процессах – обработка и целенаправленное преобразование информации – осуществлялось исключительно человеком.
Однако развитие науки, образования обусловило быстрый рост объёма информации, знаний человека. Если в начале XIX века общая сумма человеческих знаний удваивалась приблизительно каждые пятьдесят лет, то в последующие годы – каждые пять лет. Это привело к информационному кризису: человечество не справлялось с обработкой нарастающих объёмов информации старыми методами.
Естественным выходом из создавшейся ситуации стала автоматизация процессов обработки информации. Точнее – избавление человека от многих трудоёмких, но не требующих творческого подхода видов деятельности, связанных с обработкой информации.
Первые попытки создания инструментов для обработки информации связаны со стремлением упростить выполнение действий над числами. В Древнем Китае (около четырёх тысяч лет назад) были изобретены счёты. Греки и римляне более двух тысячелетий назад начали использовать абак – счётную доску, на которой числа изображались определённым количеством камешков, а действия над числами – передвижением этих камешков.
В 1642 году известный французский физик и математикБлез Паскаль изобрёл арифмометр – устройство для сложения и вычитания чисел, а двадцать лет спустя немецкий математик Готфрид Вильгельм Лейбниц сконструировал арифмометр, выполнявший все четыре арифметических действия.
Арифмометры несколько столетий верно служили людям, являясь незаменимыми помощниками человека в бухгалтерском учёте, проведении научных расчётов и в других областях его деятельности. Однако арифмометры обладали ограниченными возможностями – скорость вычислений на них была невелика, память арифмометра могла хранить лишь результат очередной арифметической операции.
В конце XIX века в США проводилась первая перепись населения. В преддверии этой работы, связанной с учётом и обобщением огромного количества данных о многомиллионном населении, американский инженер Г. Холлерит сконструировал электромеханическое вычислительное устройство – табулятор. Табулятор в несколько раз превосходил арифмометр по скорости вычислений и имел память на перфокартах – картонных картах, на которых пробивались (перфорировались) специальные отверстия. Определённая система отверстий изображала число. Табуляторы нашли широкое применение и явились предшественниками вычислительных машин нашего времени.
Однако идеи, положенные в основу принципа действия современных ЭВМ (электронных вычислительных машин), или компьютеров (от английского слова compute – вычислять), были сформулированы англичанином Чарльзом Беббиджем в 30-х годах XIX века. Предложенный им проект “аналитической машины” содержал устройства, характерные и для современных ЭВМ. Аналитическая машина должна была обрабатывать числовую информацию по заранее составленной программе без вмешательства человека. В этой машине имелись все основные устройства современного компьютера: Склад (Память), Мельница (Процессор) и т.д. Беббидж пытался осуществить свой проект и построить вычислительную машину из механических элементов, но технический уровень того времени не позволил реализовать его блестящую идею.
Впоследствии в 1945 году (почти сто лет спустя) американский учёный Джон фон Нейманразвил блестящую идею Беббиджа и сформулировал принцип программно-управляемой вычислительной машины. Эти принципы были реализованы в первой ЭВМ “ЭНИАК”, построенной в США в 1946 году. В СССР первая ЭВМ “МЭСМ-1” была разработана в 1951году под руководством академика Сергея Алексеевича Лебедева.
Первые ЭВМ были ламповыми (включали в себя десятки тысяч ламп), очень дорогими и громоздкими устройствами, требующими для эксплуатации больших, специально оборудованных помещений, и поэтому их количество измерялось единицами. Средства общения человека с машиной были весьма ограничены – все данные, вводимые в ЭВМ, набивались на перфокарты. Сложными машинными языками владели лишь профессиональные программисты. Их обслуживали десятки программистов и инженеров. В 50-60-е годы ЭВМ создавались для ускорения и автоматизации вычислительной работы, как правило, выполнения огромной однообразной работы, например, при вычислении траектории движения спутников или начисления зарплаты на большом предприятии.
Ситуация с использованием вычислительной техники стала принципиально меняться в 70-х годах. Появился первый персональный компьютер с использованием БИС (больших интегральных схем) – Apple II (с этого компьютера начала своё существование фирма Apple). Благодаря разработке новой технологии удалось в сотни раз уменьшить размеры и стоимость электронных элементов ЭВМ. Компьютер, предназначенный для использования одним человеком, стал помещаться на письменном столе. Изменились средства общения с компьютером, машина “научилась” обрабатывать текстовую информацию. Теперь можно общаться с ним с помощью клавиатуры, а машина ведёт диалог с человеком и выдаёт решения поставленных задач в виде текста или рисунков на экране. Появились языки общения с компьютером.
В начале 80-х годов приступила к массовому производству персональных компьютеров корпорация IBM (компьютеры так и назывались IBM Personal Computer – IBM PC).
В настоящее время компьютеры всё больше приближаются к естественному человеческому языку и поэтому овладеть ими за достаточно короткое время в состоянии каждый. Кроме того, профессиональными программистами создано большое количество прикладных программ для решения на компьютерах типовых задач, часто встречающихся во многих областях деятельности человека. Наборы таких прикладных программ для определённой отрасли позволяют воспользоваться компьютером при их решении специалисту, не владеющему программированием, а как следствие, значительно расширилась сфера применения компьютеров. Если в первые годы своего существования ЭВМ использовались в основном для вычислений, то в настоящее время компьютеры широко применяются для обработки не только числовой, но и других видов информации. С 80-х годов стала возможной обработка на компьютере графической информации, а с 90-х – звуковой. Современный персональный компьютер превратился в мультимедийный, т.е. на нём можно обрабатывать числовую, текстовую, графическую и звуковую информацию. Благодаря этому информатика и вычислительная техника прочно вошла в жизнь современного человека.
Существенной тенденцией в информатизации общества является переход от использования компьютеров в автономном режиме к использованию их в информационных сетях.
Информационные сети создают реальную возможность быстрого и удобного доступа пользователя ко всей информации, накопленной человечеством за всю историю. Компьютерные сети – это:
Развитие глобальных компьютерных сетей началось в 80-е годы. В 1981 году в сети Интернет насчитывалось 213 компьютеров, к концу 80-х – до 150 тысяч, в 2001 – почти 110 миллионов.
По количеству серверов Интернета судят о степени информатизации некоторых стран. По данным на 2002 год наибольшее число серверов находится в США (около 79 миллионов), на втором месте – Япония (4,6 миллиона серверов), Россия занимает – 24-е место (330 тысяч серверов).
Более подробно о компьютерных сетях мы поговорим в другой раз.
а) бухгалтер; б) повар; в) программист; г) учитель;
д) водитель; е) портной; ж) продавец; з) журналист;
и) актёр; к) менеджер; л) ведущий; м) воспитатель.
а) учит правило; б) решает у доски задачу;
в) слушает музыку; г) пишет письмо;
д) пишет диктант; е) переводит текст с английского языка на русский.
а) Андрей собирается перейти перекрёсток, регулируемый светофором,
б) Петя беседует с Колей по телефону,
в) Аня слушает прогноз погоды по радио,
г) Женя учит стихотворение А.С. Пушкина “Анчар”,
д) Света едет в автобусе до остановки “Парк культуры” в незнакомом городе.