Тема: «Передача информации»
Цели и задачи (предметные): рассмотреть примеры передачи информации в различных сферах человеческой жизнедеятельности, выявить закономерности и составные компоненты процесса передачи информации, закрепить понятия источника и приёмника информации, ввести понятие информационного канала и помех, познакомить учащихся с принципами работы с электронной почтой, частично закрепить полученные знания в ходе парной, групповой и практической работы на компьютере.
Оборудование: мультимедийный проектор, компьютер учителя, презентация к уроку, раздаточный материал (для работа в парах и группах), рабочие тетради учащихся, компьютеры учащихся с установленным тренажером «Электронная почта».
2 мин
Этапы урока.Организационный момент.
Актуализация знаний. Фронтальное повторение при помощи интерактивно-управляемой программы.
Определение темы урока через решение проблемной ситуации. Постановка целей и задач урока.
Составление схемы передачи информации и её анализ:
определение основных участников процесса (при помощи анализа и обобщения конкретных примеров)
классификация примеров по типу и количеству участников (работа в парах)
введение и понятия информационного канала через решение проблемных вопросов и анализ ситуаций
первичное закрепление темы в форме фронтальной устной работы и просмотра фрагментов мультфильмов с их последующим обсуждением
анализ ситуаций, приводящих к потерям или искажению информации,
работа в группах с элементами закрепления и выявления степени осознанности усвоения материала
Фронтальная беседа с элементами объяснения по теме: «Что такое электронная почта и как с ней работать?»
Практическая работа на компьютерах (выполняется индивидуально) с тренажером «Электронная почта» - имитирует создание электронного ящика и отправку электронного письма.
Рефлексия. Самооценка достижений учащихся и результативности урока.
Подведение итогов урока учителем. Выставление оценок. Д/з.
Ход урока.
Здравствуйте, садитесь.
Предлагаю начать наш урок с небольшой разминки , которая позволит нам вспомнить, что мы изучали на предыдущих уроках (к тому же на следующем уроке вы будете выполнять контрольный тест по материалам 1 четверти, так что наше повторение будет вдвойне полезным).
Кстати, эта интерактивная программа была подготовлена для вас учениками 11 класса, которые изучили программирование на языке VisualBasic и вы, когда подрастете и будете учиться в 11 классе, то тоже сможете создавать подобные программы, а может даже лучше и сложнее.
Ну что ж, мы вошли в рабочий ритм, и я предлагаю вам посмотреть на слайд. Здесь изображены 3 ситуации : ученик отвечает перед классом домашнее задание, человек набирает текст на компьютере, мама разговаривает с сыном по телефону.
Подумайте, что объединяет эти ситуации ?… (в них происходит передача информации ) Это и есть тема нашего сегодняшнего урока. Мы обсудим, какие составляющие необходимы для осуществления передачи информации и всегда ли этот процесс возможен. Постараемся рассмотреть как можно больше примеров и способов передачи информации от древних до самых современных, которые мы с вами сейчас можем использовать.
По ходу урока мы попробуем составить схему передачи информации , откройте для этого свои Рабочие тетради №72 (стр.48), на которой отметим все необходимые составляющие этого процесса.
Итак, вернемся к уже рассмотренным примерам передачи информации,
пример про ученика, кто передает информацию? (мальчик), а кто ее получает? (остальные ученики)
пример про человека и компьютер (передает человек, получает компьютер)
пример про телефон (передает мама, получает сын и наоборот)
Какие же компоненты есть во всех этих примерах? (кто передает информацию и кто ее получает, как они называются /помните?/ ИСТОЧНИК и ПРИЕМНИК) запишем в схему
Этой схемой можно изобразить любой пример передачи информации, но при этом ситуации могут существенно отличаться друг от друга.
Работа в парах .
На каждой парте лежит список примеров передачи информации, сейчас, работая в парах, вы попробуете отобрать из этого списка те, которые будут соответствовать вашему заданию (учитель раздает задания на разрез. листах и комментирует) Проверяем.
Из списка примеров выберите те, в которых:
Один источник и один приёмник
Мальчик читает книгу. Учитель пишет на доске. Передача фотографии с одного сотового телефона на другой.
Один источник и несколько приёмников
Семья смотрит телевизор. Певец выступает перед публикой в зале.
Несколько источников и один приёмник
Выступления учащихся записываются на видеокамеру.
Источник – одушевлённый, а приёмник –нет
Учитель пишет на доске. Выступления учащихся записываются на видеокамеру.
Источник – неодушевлённый, а приёмник – одушевлённый
Мальчик читает книгу. Семья смотрит телевизор.
Ученик изучает публикации в Интернете для написания реферата.
Источник и приёмник – одушевлённые, источник и приёмник – неодушевлённые Певец выступает перед публикой в зале. Друзья обсуждают фильм. (Чем еще отличается этот пример?) Передача фотографии с одного сотового телефона на другой
Ситуации передачи могут также отличать по ее характеру : ситуация 1 – мальчик переходит улицу по сигналу светофора: источник светофор, приемник мальчик, могут они поменяться ролями? нет. Это односторонний характер передачи
ситуация 2 – мальчик играет за компьютером, источник – мальчик, приемник – компьютер, но компьютерная программа реагирует на действия мальчика, выдаёт сообщения, меняет что-то, а в ответ на это мальчик действует дальше. Т.О. источник и приемник меняются местами, это двусторонний характер передачи. Приведите еще пример двустороннего характера передачи .
А как по вашему: благодаря чему возможен или осуществляется переход информации от источника к приемнику? Например, когда мальчик переходит улицу или читает книгу: благодаря чему он получает информацию / бл. зрению /, когда зрители слушают выступление певца – слуху, когда мы нюхаем цветок – обонянию, т.о. органы чувств выполняют роль некоего посредника, который называется каналом связи или информационным каналом
А всегда ли будет достаточно только органов чувств для передачи информации? /нет, если приемник и источник находятся далеко друг от друга/ Что может помочь в этом случае? (телефон, Интернет, радио, телевидение, телеграф) До того, как человечество изобрело эти замечательные приспособления, люди использовали другие приемы – об этом желающие подготовят сообщение к следующему уроку (можно, и желательно с сопровождением в виде иллюстраций презентации), а когда и кем были созданы эти замечательные устройства вы все узнаете, когда будете выполнять д/з в рабочей тетради. Мы его запишем чуть позже.
Таким образом, делаем вывод: существуют 2 типа информационных каналов:
1 – биологические (органы чувств передают сигналы человеческому мозгу)
2– технические (различные технические устройства и приспособления помогают людям обмениваться информацией на расстоянии)
добавляем эту запись на схему
Задание: Определите канал и тип передачи информации (односторонний или двусторонний) (устно по цепочке)
Бабушка читает письмо
Мальчик просыпается от звонка будильника
Разговаривают подруги Таня и Лена
Учитель пишет на доске
Учитель объясняет материал классу
Передача фотографии с одного сотового телефона на другой
Примеры передачи информации можно встретить и в различных литературных произведениях . Давайте посмотрим:
Из какой сказки этот отрывок (сказка Пушкина «О мертвой царевне и 7 богатырях»). Кто или что является источником – зеркало, приемником – царица, каналом является – зрение и слух ,
Еще 1 отрывок из той же сказки. Кто или что является источником – солнце, месяц, ветер, приемником – царевич Елисей, каналом является – зрение и слух,
Из какой сказки этот отрывок (сказка Пушкина «О золотом петушке»). Кто или что является источником – петушок, приемником – царь, стражники, каналом является – слух. А какие еще способы передачи информации вы увидели в этом отрывке? (с помощью костров и с помощью колокола – так раньше можно было быстро по цепочке передать сигнал об опасности)
Из какой сказки этот отрывок (сказка Пушкина «О царе Салтане»). Кто или что является источником – царица , письмо, приемником – царь , каналом является – гонец. А что в этом примере произошло с информацией при ее передаче? Ткачиха с поварихой и сватьей бабой бабарихой заменили письмо царицы на другое и до царя дошла неверная искаженная информация.
Такие ситуации бывают нередко ? Они возникают в тех случаях, когда на информационный канал воздействую различные помехи. Например, гроза – прерывает или ухудшает качество передачи по радио или телевидению, сбой в работе сети – СМС сообщение или электронный файл доходит не полностью. А вспомните опять же в различных литературных произведениях иногда находят у моря бутылку с запиской внутри, но если в нее попала вода, то часть информации могла утратиться.
Вот и у меня произошла похожая ситуация. Во время распечатывания задания, компьютерный вирус испортил текст, часть информации пропала, а часть слов перепуталась так, что ничего не понятно. Попробуйте восстановить исходный вариант. Подсказка – эта информация связана с темой сегодняшнего урока.
Задание по группам
№1 Восстанови пропущенные слова:
«Тот, кто передает информацию, называется ……………. А тот, кто ее получает - ………………….. Передача происходит благодаря наличию …………………….. канала. Органы ………………… относятся к биологическим каналам, а телефон, компьютер – к …………………………»
№2 Расшифруй слова (в них перемешались буквы)
ИКЧНТОИС, РПЁИНМКИ, ЛАНАК, ХИМЕПО – основные понятия сегодняшнего урока
№3 В словах пропущены или добавлены лишние буквы, восстанови исходную информацию. ОАЫ УВТВ, ТРЕРЛРЕРФРОРНР, РРААДДИИОО, КЛКЛ – примеры инф. каналов
Проверка .
А скажите: какой способ передачи информации на дальние расстояния сейчас самый быстрый и эффективный? (Интернет: скайп или эл.почта ) Кто-то уже пользовался скайпом и эл.почтой?
Скажите, а чем электронное письмо и почта отличаются от обычных? (быстрее дойдет, можно красиво оформить, можно прикрепить фотографии, видео, музыку)
А что необходимо, чтобы иметь возможность посылать и получать эл.письма? (создать, зарегистрировать свой ящик – создать папку на сайте – почтовом сервере, через которую и будет происходить обмен корреспонденцией) Ему надо придумать имя и тогда ваш адрес будет состоять из 2х частей: имени ящика и имени сервера (сайта), на котором вы его создали, зарегистрировали. А между этими частями ставится специальный знак – эт. (см. слайд) Пример адреса: [email protected]
Сейчас с помощью специального компьютерного тренажера мы попробуем создать свой электронный почтовый ящик и отправить письмо. (Работать будем все вместе, внимательно слушайте меня) ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА.
(Запустите приложение «ЭП», перед вами открылось окно похожее на страницу всем известного сайта яндекс, найдите в правом верхнем углу раздел для регистрации и нажмите кнопку «Завести ящик», перед вами открылась форма, которую вы должны заполнить: имя, фамилия, логин – это имя вашего ящика, пароль – несколько символов: буквы, цифры, повторите его /эти данные нужно помнить и никому не сообщать/. Контрольный вопрос составляется на тот случай, если вы все же забыли пароль, но хотите попасть в свой почтовый ящик. Вводим код с картинки и нажимаем кнопку внизу.
Перед вами появилось окно, похожее на то, что мы видим заходя в свой почтовый ящик: слева папки - входящие, отправленные, удаленные, а по центру – можно написать письмо, вводим адрес – англ.буквами – , тема – это знак воспитания – приветствие, текст - …. Нажмите кнопку «отправить».
Всё. Вот теперь вы сможете и сами создать почтовый ящик дома и обмениваться с его помощью информацией с друзьями.
Но об этом мы поговорим еще в следующий раз, а сейчас пересаживаемся за парты и подведем итоги урока.
В электронных письмах, а иногда и в СМС-сообщениях люди часто используют «смайлики», отображающие их настроение или отношение. Сейчас с помощью таких смайликов я попрошу вас оценить сегодняшний урок и ваше участие в нем. (на отдельных листочках – подпишите свою фамилию и нарисуйте 2 смайлика).
Я хочу вас поблагодарить за хорошую работу на сегодняшнем уроке (оценки особо отличившимся), а насколько хорошо вы усвоили изученный материал мы проверим в ходе контрольного теста на следующем уроке. Итак, запишите домашнее задание.
краткое содержание других презентаций«Информационные процессы» - Кодирование целых чисел. Цветное изображение. Кодирование данных. Композиция. Недостаток иерархических структур данных. Отдельной наукой информатика была признана лишь в 70-х годах XX века. Примеры алфавитов. Линейные структуры данных (списки). Аксиоматизация. Разделы информатики. Определение буквы. Понятие информации. Одним битом могут быть выражены два понятия. Языки программирования. Кодирование данных двоичным кодом.
«Информационные процессы в информатике» - Информационные системы. Определите обратную связь, показанную на схеме. Текущая (рабочая) информация. Процессы, в результате которых происходит обмен, хранение и обработка. Информационные основы процессов управления. Автоматизированные системы управления. «Об информации, информатизации и защите информации». Автомобиль. Основные этапы развития вычислительной техники. Для достижения цели управления необходимо приложить некоторые усилия.
«Основные информационные процессы» - Висячие камни. Неосознанная обработка информации. Защита информации. Методы поиска информации. Способ передачи информации. Правило обработки данных исполнителем. Схема передачи информации. Информационные процессы. Поиск информации. Источник и получатель. Носитель информации. Входная информация. Стоунхендж. Органы чувств. Сбор информации. Пожарная служба. Обработка информации. Передача информации. Основные информационные процессы.
«Понятие информационного процесса» - Запах. Информация. Сведения. Девятый вал. Информационные процессы. Разъяснение. Передача информации. Понятие информации. Передача. Виды информации. Общение людей. Свойства информации.
««Информация и информационные процессы» информатика» - Информатика. Знания. Теоретическая информатика. Получение информации. Данные и информация. Законы. Информация. Информация и информационные процессы. Формы представления информации. Хранение информации. Свойства (идеальной) информации. Что можно делать с информацией. Создание новой информации. Передача информации. Информатика и информация. Информационные процессы. Измерение информации.
«Информация, основные информационные процессы» - Генетическая информация. Информационные процессы в обществе. Автоматизированные системы управления. Информационные процессы в технике. Свойства информации. Информация. Биотелеметрия. Информационные процессы в природе. Информация и информационные процессы. Интересные факты.
Изучаемые вопросы:
ªИсточник и приемник информации.
ªИнформационные каналы.
ªРоль органов чувств в процессе восприятия информации человеком.
ªСтруктура технических систем связи.
ªЧто такое кодирование и декодирование.
ªПонятие шума; приемы защиты от шума.
ªСкорость передачи информации и пропускная способность канала.
Ключевыми понятиями в описании процесса передачи информации являются источник информации, приемник информации, информационный канал. Схематично этот процесс можно изобразить так (рис. 7.2):
Рис. 7.2. Схема процесса передачи информации
В таком процессе информация представляется и передается в форме некоторой последовательности сигналов, символов, знаков. Например, при непосредственном разговоре между людьми происходит передача звуковых сигналов - речи, при чтении текста человек воспринимает буквы - графические символы. Передаваемая последовательность называется сообщением. От источника к приемнику сообщение передается через некоторую материальную среду (звук - акустические волны в атмосфере, изображение - световые электромагнитные волны). Если в процессе передачи используются технические средства связи, то их называют каналами передачи информации (информационными каналами). К ним относятся телефон, радио, телевидение.
Можно говорить о том, что органы чувств человека выполняют роль биологических информационных каналов. С их помощью информационное воздействие на человека доносится до памяти.
В рамках данной темы ученики должны уметь приводить конкретные примеры процесса передачи информации, определять для этих примеров источник, приемник информации, используемые каналы передачи информации.
При углубленном изучении базового курса информатики следует познакомить учеников с основными понятиями технической теории связи. Американским ученым Клодом Шенноном, одним из основателей теории информации, была предложена схема процесса передачи информации по техническим каналам связи, представленная на рис. 7.3.
Рис. 7.3. Схема технической системы передачи информации
Работу такой схемы можно пояснить на знакомом всем процессе разговора по телефону. Источником информации является говорящий человек. Кодирующим устройством - микрофон телефонной трубки, с помощью которого звуковые волны (речь) преобразуются в электрические сигналы. Каналом связи является телефонная сеть (провода, коммутаторы телефонных узлов через которые проходит сигнал). Декодирующим устройством является телефонная трубка (наушник) слушающего человека - приемника информации. Здесь пришедший электрический сигнал превращается в звук.
Связь, при которой передача производится в форме непрерывного электрического сигнала, называется аналоговой связью.
Под кодированием понимается любое преобразование информации, идущей от источника, в форму, пригодную для ее передачи по каналу связи. На заре эры радиосвязи применялся код азбуки Морзе. Текст преобразовывался в последовательность точек и тире (коротких и длинных сигналов) и передавался в эфир. Принимавший на слух такую передачу человек должен был суметь декодировать код обратно в текст. Еще раньше азбука Морзе использовалась в телеграфной связи. Передача информации с помощью азбуки Морзе - это пример дискретной связи.
В настоящее время широко используется цифровая связь, когда передаваемая информация кодируется в двоичную форму (0 и 1 - двоичные цифры), а затем декодируется в текст, изображение, звук. Цифровая связь, очевидно, тоже является дискретной.
Термином «шум» называют разного рода помехи, искажающие передаваемый сигнал и приводящие к потере информации. Такие помехи, прежде всего, возникают по техническим причинам: плохое качество линий связи, незащищенность друг от друга различных потоков информации, передаваемой по одним и тем же каналам. Часто, беседуя по телефону, мы слышим шум, треск, мешающие понять собеседника, или на наш разговор накладывается разговор совсем других людей. В таких случаях необходима защита от шума.
В первую очередь применяются технические способы зашиты каналов связи от воздействия шумов. Такие способы бывают самые разные, иногда простые, иногда - очень сложные. Например, использование экранированного кабеля вместо «голого» провода; применение разного рода фильтров, отделяющих полезный сигнал от шума и пр.
Клодом Шенноном была разработана специальная теория кодирования, дающая методы борьбы с шумом. Одна из важных идей этой теории состоит в том, что передаваемый по линии связи код должен быть избыточным. За счет этого потеря какой-то части информации при передаче может быть компенсирована. Например, если при разговоре по телефону вас плохо слышно, то повторяя каждое слово дважды, вы имеете больше шансов на то, что собеседник поймет вас правильно.
Однако нельзя делать избыточность слишком большой. Это приведет к задержкам и подорожанию связи. Теория кодирования К. Шеннона как раз и позволяет получить такой код, который будет оптимальным. При этом избыточность передаваемой информации будет минимально-возможной, а достоверность принятой информации - максимальной.
В современных системах цифровой связи часто применяется следующий прием борьбы с потерей информации при передаче. Все сообщение разбивается на порции - блоки. Для каждого блока вычисляется контрольная сумма (сумма двоичных цифр), которая передается вместе с данным блоком. В месте приема заново вычисляется контрольная сумма принятого блока, и если она не совпадает с первоначальной, то передача данного блока повторяется. Так будет происходить до тех пор, пока исходная и конечная контрольные суммы не совпадут.
При обсуждении темы об измерении скорости передачи информации можно привлечь прием аналогии. Аналог - процесс перекачки воды по водопроводным трубам. Здесь каналом передачи воды являются трубы. Интенсивность (скорость) этого процесса характеризуется расходом воды, т.е. количеством литров или кубометров, перекачиваемых за единицу времени (л/с или куб. м/с). В процессе передачи информации каналами являются технические линии связи. А если информацию непосредственно принимает человек, то его органы чувств - внутренние информационные каналы человека. По аналогии с водопроводом можно говорить об. информационном потоке, передаваемом по каналам. Скорость передачи информации - это информационный объем сообщения, передаваемого в единицу времени. Поэтому единицы измерения скорости информационного потока: бит/с, байт/с и др.
Еще одно понятие - пропускная способность информационных каналов - может быть объяснено с помощью «водопроводной» аналогии. Увеличить расход воды через трубы можно путем увеличения давления. Но этот путь не бесконечен. При слишком большом давлении трубу может разорвать. Поэтому техническими условиями использования водопровода всегда определяется предельное давление и как результат - предельный расход воды, который можно назвать пропускной способностью водопровода. Аналогичный предел скорости передачи данных имеют и технические линии информационной связи (телефонные лини, радиосвязь, оптико-волоконный кабель). Причины этому также носят физический характер.
Пример практического задания
Задание. Определите собственную скорость восприятия информации при чтении вслух и «про себя».
Данное задание носит творческий характер. Ученик должен сам спланировать эксперимент. План может быть следующим: взять книгу и выбрать в ней страницу, заполненную текстом. Желательно, чтобы этот текст был новым для ученика, но понятным, т.е. информативным. Подсчитать число символов в тексте. Для этого нужно определить среднее число символов в строке, число строк на странице. Умножив эти два числа, получим число символов во всем тексте. Разумно допустить, что для набора текста книги использован компьютерный алфавит, мощность которого равна 256. Следовательно, каждый символ несет 1 байт информации. Таким образом, общее число символов равно информационному объему текста в байтах. Далее нужно читать текст вслух, измеряя по секундомеру время чтения. Скорость чтения должна быть такой, чтобы ученику было понятно содержание текста. Проверить это можно, попытавшись пересказать прочитанное. Если ученик ничего не запомнил, значит он не воспринял информацию, и скорость чтения следует уменьшить. Окончательный ответ получается путем деления объема информации на время в секундах.
Предположим, что в выбранной книге на странице расположено 40 строчек; в каждой строке в среднем по 50 символов (пробелы тоже нужно считать). Следовательно, на странице - 2000 символов и информационный объем текста равен 2000 байт. Время чтения в слух - 140 секунд. Значит, скорость восприятия информации при чтении вслух равна 2000/140 = 14,3 байт/с.
Повторение такого же эксперимента с чтением «про себя» может дать более высокий результат.
Полезно обратить внимание учеников на то, что для более точной оценки средней скорости чтения желательно брать текст большего размера. Различные фрагменты текста могут оказаться разными по степени сложности восприятия. Чем текст больше, тем результат ближе к объективному среднестатистическому.
Передача информации является одним из основных факторов существования любой формы жизни на Земле. Даже простейшие организмы при появлении на свет обладают базовыми инстинктами, которые помогают им выжить. Передача информации от источника к приемнику проходит различными способами. К ним можно отнести как такие как слух, зрение, осязание, так и различные технические приспособления, относящиеся к телекоммуникациям.
Передача информации проходит в виде некоторого сообщения при помощи Исходные данные кодируются в сигнал, который передается адресату. Полученные обрабатываются приемником и превращаются в информацию. Например, сообщение о погоде передается получателю (телезрителю) от метеорологического центра при помощи канала связи (телевизора).
Качество полученных данных напрямую зависит от способа их передачи. Например, плохое изображение на экране способно полностью дезинформировать получателя. На эффективность также влияет скорость и количество задействованных в нем элементов. Наиболее ярким примером этого можно считать «сарафанное радио»: чем дольше информация доходит до получателя, тем больше шанс получения недостоверных сведений.
В современном мире все большую популярность как источник информации набирает интернет. Одним из основных факторов его столь бурного развития является возможность получения любых сведений практически в любой точке планеты. Но передача информации на большие расстояния зачастую проходит с некоторыми потерями или искажениями. Поэтому канал связи - основной фактор, влияющий на качество полученных данных.
Передача информации в компьютерных сетях в первое время осуществлялась при помощи Такой способ обладал целым рядом недостатков. Передача информации проходила по слабозащищенному каналу, а скорость и надежность соединения оставляли желать лучшего. Сигнал несколько раз подвергался обработке, т.е. по телефонной линии от источника он поступал в главный центр, после снова кодировался и уже отправлялся на специальное устройство - модем, где он заново перекодировался и только тогда появлялся на экране монитора.
Волоконно-оптические системы передачи информации стали переходом на абсолютно другой уровень. На сегодняшний день ВОЛС обеспечивают наиболее высокую скорость и качество связи. Сигнал передается фотонами, которые не излучают а значит, к такому каналу невозможно подключиться извне, что обеспечивает высокую степень защищенности. На скорость и качество передачи не влияют сечение и адресат получает информацию именно в том виде, в котором она была отправлена, причем обмен данными проходит практически мгновенно.
Стремительное развитие КПК потребовало увеличения скорости и мобильного интернета. От медлительного и дорогостоящего WAP-соединения до высокоскоростного 4G. Прогресс не стоит на месте, и уже не за горами тот день, когда проводной интернет будет поглощен мобильным. Следующее поколение будет с недоумением взирать на ВОЛС, так же, как мы сейчас смотрим на стационарную телефонную связь, которая постепенно вытесняется беспроводной.
Информационные процессы.
Хранение, обработка и передача информации
Взаимосвязь процессов хранения, обработки и передачи информации, виды информационных носителей, способы обработки информации, виды источников и приемников информации, каналы связи, их виды и способы защиты от шума, единица измерения скорости передачи информации, пропускная способность канала связи
Процессы хранения, обработки и передачи информации являются основными информационными процессами. В разных сочетаниях они присутствуют в получении, поиске, защите, кодировании и других информационных процессах. Рассмотрим хранение, обработку и передачу информации на примере действий школьника, которые он выполняет с информацией при решении задачи.
Опишем информационную деятельность школьника по решению задачи в виде последовательности информационных процессов. Условие задачи (информация) хранится в учебнике. Посредством глаз происходит передача информации из учебника в собственную память школьника, в которой информация хранится . В процессе решения задачи мозг школьника выполняет обработку информации. Полученный результат хранится в памяти школьника. Передача результата - новой информации - происходит с помощью руки школьника посредством записи в тетради. Результат решения задачи хранится в тетради школьника.
Таким образом (рис. 9), можно выделить процессы хранения информации (в памяти человека, на бумаге, диске, аудио- или видеокассете и т. п.), передачи информации (с помощью органов чувств, речи и двигательной системы человека) и обработки информации (в клетках головного мозга человека).
Информационные процессы взаимосвязаны. Например, обработка и передача информации невозможны без ее хранения, а для сохранения обработанной информации ее необходимо передать. Рассмотрим каждый информационный процесс более подробно.
Рис. 9. Взаимосвязь информационных процессов
Хранение информации является информационным процессом, в ходе которого информация остается неизменной во времени и пространстве.
Хранение информации не может осуществляться без физического носителя.
Носитель информации - физическая среда, непосредственно хранящая информацию.
Носителем информации, или информационным носителем , может быть:
■ материальный предмет (камень, доска, бумага, магнитные и оптические диски);
■ вещество в различных состояниях (жидкость, газ, твердое тело);
■ волна различной природы (акустическая, электромагнитная, гравитационная).
В примере о школьнике были рассмотрены такие носители информации, как бумага учебника и тетради (материальный предмет), биологическая память человека (вещество). При получении школьником визуальной информации носителем информации являлся отраженный от бумаги свет (волна).
Выделяют два вида информационных носителей: внутренние и внешние . Внутренние носители (например, биологическая память человека) обладают быстротой и оперативностью воспроизведения хранимой информации. Внешние носители (например, бумага, магнитные и оптические диски) более надежны, могут хранить большие объемы информации. Их используют для долговременного хранения информации.
Информацию на внешних носителях необходимо хранить так, чтобы можно было ее найти и, по возможности, достаточно быстро. Для этого информацию упорядочивают по алфавиту, времени поступления и другим параметрам. Внешние носители, собранные вместе и предназначенные для длительного хранения упорядоченной информации, являются хранилищем информации . К числу хранилищ информации можно отнести различные библиотеки, архивы, в том числе и электронные. Количество информации, которое может быть размещено на информационном носителе, определяет информационную емкость носителя. Как и количество информации в сообщении, информационная емкость носителя измеряется в битах.
Обработка информации является информационным процессом, в ходе которого информация изменяется содержательно или по форме.
Обработку информации осуществляет исполнитель по определенным правилам. Исполнителем может быть человек, коллектив* животное, машина.
Обрабатываемая информация хранится во внутренней памяти исполнителя. В результате обработки информации исполнителем из исходной информации получается содержательно новая информация или информация, представленная в другой форме (рис. 10).
Рис. 10. Обработка информации
Вернемся к рассмотренному примеру о школьнике, решившем задачу. Школьник, который являлся исполнителем , получил исходную информацию в виде условия задачи, обработал информацию в соответствии с определенными правилами (например, правилами решения математических задач) и получил новую информацию в виде искомого результата. В процессе обработки информация хранилась в памяти школьника, которая является внутренней памятью человека.
Обработка информации может осуществляться путем:
■ математических вычислений, логических рассуждений (например, решение задачи);
■ исправления или добавления информации (например, исправление орфографических ошибок);
■ изменения формы представления информации (например, замена текста графическим изображением);
■ кодирования информации (например, перевод текста с одного языка на другой);
■ упорядочения, структурирования информации (например, сортировка фамилий по алфавиту).
Вид обрабатываемой информации может быть различным, и правила обработки могут быть разными. Автоматизировать процесс обработки можно лишь в том случае, когда информация представлена специальным образом, а правила обработки четко определены.
Передача информации является информационным процессом, в ходе которого информация переносится с одного информационного носителя на другой.
Процесс передачи информации, как ее хранение и обработка, также невозможен без носителя информации. В примере о школьнике в тот момент, когда он читает условие задачи, информация передается с бумаги (с внешнего информационного носителя) в биологическую память школьника (на внутренний информационный носитель). Причем процесс передачи информации происходит с помощью отраженного от бумаги света - волны, которая является носителем информации.
Процесс передачи информации происходит между источником информации , который ее передает, и приемником информации , который ее принимает. Например, книга является источником информации для читающего ее человека, а читающий книгу человек - приемником информации. Передача информации от источника к приемнику осуществляется по каналу связи (рис.11). Каналом связи могут быть воздух, вода, металлические и оптоволоконные провода.
Рис. 11. Передача информации
Между источником и приемником информации может существовать обратная связь . В ответ на полученную информацию приемник может передавать информацию источнику. Если источник является одновременно и приемником информации, а приемник является источником, то такой процесс передачи информации называется обменом информацией.
В качестве примера рассмотрим устный ответ ученика учите лю на уроке. В этом случае источником информации являете! ученик, а приемником информации - учитель. Источник и приемник информации имеют носители информации - биологиче скую память. В процессе ответа ученика учителю происходи1: передача информации из памяти ученика в память учителя Каналом связи между учеником и учителем является воздух а процесс передачи информации осуществляется с помощью носителя информации- акустической волны. Если учитель ш только слушает, но и корректирует ответ ученика, а ученик учитывает замечания учителя, то между учителем и учеником происходит обмен информацией.
Информация передается по каналу связи с определенной скоростью, которая измеряется количеством передаваемой информации за единицу времени (бит/с). Реальная скорость передач* информации не может быть больше максимально возможно* скорости передачи информации по данному каналу связи, которая называется пропускной способностью канала связи и зависит от его физических свойств.
Скорость передачи информации - количество информации, передаваемое за единицу времени.
Пропускная способность канала связи - максимально возможная скорость передачи информации по данному каналу связи.
По каналу связи информация передается с помощью сигналов. Сигнал - это физический процесс, соответствующий какому-либо событию и служащий для передачи сообщения об этом событии по каналу связи. Примерами сигналов являются взмахи флажками, мигания ламп, запуски сигнальных "ракет, телефонные звонки. Сигнал может передаваться с помощью волн. Например, радиосигнал передается электромагнитной волной, а звуковой сигнал - акустической волной. Преобразование сообщения в сигнал, который может быть передан по каналу связи от источника к приемнику информации, происходит посредством кодирования. Преобразование сигнала в сообщение, которое будет понятно приемнику информации, выполняется с помощью декодирования (рис. 12).
Рис. 12. Передача сигналов
Кодирование и декодирование может осуществляться как живым существом (например, человеком, животным), так и техническим устройством (например, компьютером, электронным переводчиком).
В процессе передачи информации возможны искажения или потери информации под воздействием помех, которые называются шумом . Шум возникает из-за плохого качества каналов связи или их незащищенности. Существуют разные способы защиты от шума, например техническая защита каналов связи или многократная передача информации.
Например, из-за шума улицы, доносящегося из открытого окна, ученик может не расслышать часть передаваемой учителем звуковой информации. Для того чтобы ученик услышал объяснение учителя без искажений, можно заранее закрыть окно или попросить учителя повторить сказанное.
Сигнал может быть непрерывным или дискретным. Непрерывный сигнал плавно меняет свои параметры во времени. Примером непрерывного сигнала являются изменения атмосферного давления, температуры воздуха, высоты Солнца над горизонтом. Дискретный сигнал скачкообразно меняет свои параметры и принимает конечное число значений в конечном числе моментов времени. Сигналы, представленные в виде отдельных знаков, являются дискретными. Например, сигналы азбуки Морзе, сигналы, служащие для передачи текстовой и числовой информации, - это дискретные сигналы. Поскольку каждому отдельному значению дискретного сигнала можно поставить в соответствие определенное число, то дискретные сигналы иногда называют цифровыми.
Сигналы одного вида могут быть преобразованы в сигналы другого вида. Например, график функции (непрерывный сигнал) может быть представлен в виде таблицы отдельных значений (дискретный сигнал). И наоборот, зная значения функции для разных значений аргументов, можно построить график функции по точкам. Звучащую музыку, которая передается непрерывным сигналом, можно представить в виде дискретной нотной записи. И наоборот, по дискретным нотам можно сыграть непрерывное музыкальное произведение. Во многих случаях преобразования одного вида сигнала в другой могут приводить к потере части информации.
Существуют технические устройства, которые работают с непрерывными сигналами (например, ртутный термометр, микрофон, магнитофон), и технические устройства, работающие с дискретными сигналами (например, проигрыватель для компакт-дисков, цифровой фотоаппарат, сотовый телефон). Компьютер может работать как с непрерывными, так и дискретными сигналами.
