МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического
приборостроения»
Факультет 2
Руководитель Соколовская М.В.
стар. преподаватель
Реферат
на тему: «Понятие информатики и информации»
Работу выполнил
Студент гр. 2516 Петров Д.С.
Санкт-Петербург
СОДЕРЖАНИЕ
I. Понятие информации
| 1.Введение. 2. Понятие информации. 3. Представление информации. 4. Передача информации. 5. Измерение информации. 6. Использование информации. 7. Свойства информации. 8. Обработка информации. 9. Информационные ресурсы и информационные технологии. 10. Информатизация общества. II. Информатика |
11. Понятие информатики 14
12. Назначение информатики 16
13. Литература 19
ВВЕДЕНИЕ.
Существует несколько взглядов на то, что принято считать информацией. Один взгляд, и его, по-видимому, придерживается большая часть специалистов, сводится к тому, что существует как бы два сорта информации:
· Информация техническая, которая передаётся по телеграфным линиям и
отображается на экранах радиолокаторов. Количество такой информации может
быть точно вычислено, и процессы, происходящие с такой информацией,
подчиняются физическим законам.
· Информация семантическая, то есть смысловая. Это та самая информация,
которая содержится, к примеру, в литературном произведении. Для такой
информации предлагаются различные количественные оценки и даже строятся
математические теории. Но общее мнение скорее сводится к тому, что
оценки здесь весьма условны и приблизительны и алгеброй гармонию всё-таки не
проверишь.
Второй взгляд состоит в том, что информация - это физическая величина, такая
же, как, например, энергия или скорость. Определённым образом и в
определённых условиях информация равным образом описывает как процессы,
происходящие в естественных физических системах, так и процессы в системах,
искусственно созданных.
Как всегда, при наличии двух резко противоположных мнений существует и
третье, примиряющее. Сторонники третьего подхода считают, что информация
едина, но вот количественные оценки должны быть разными.
Отдельно нужно измерять количество информации, причём количество информации - строгая оценка, относительно которой можно развивать единую строгую теорию. Кроме количества информации, следует измерять ещё и ценность. А вот с ценностью информации происходит то же самое, что и с понятием семантической информации. С одной стороны, вроде её можно вычислить, а с другой стороны, все эти вычисления справедливы лишь в ограниченном числе
случаев. И вообще, кто может точно вычислить, скажем, ценность крупного
научного открытия?
Бурное развитие науки и промышленности в XX веке, неудержимый рост объёмов поступающей информации привели к тому, что человек оказался не в состоянии воспринимать и перерабатывать всё ему предназначенное. Возникла необходимость классифицировать поступления по темам, организовывать их хранение, доступ к ним, понять закономерности движения информации в различных изданиях и т.д. Исследования, позволяющие разрешить возникшие проблемы, стали называть информатикой.
Понятие информации.
Термин "информация" происходит от латинского слова "informatio", что означает
сведения, разъяснения, изложение.
Информация — это настолько общее и глубокое понятие, что его 
нельзя объяснить одной фразой. В это слово вкладывается различный смысл в технике, науке и в житейских ситуациях. В обиходе информацией называют любые данные или сведения, которые кого-либо интересуют. Например, сообщение о каких-либо событиях, о чьей-либо деятельности и т.п. "Информировать" в этом смысле означает "сообщить нечто, неизвестное раньше".
Информация — сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые воспринимают информационные системы (живые организмы, управляющие машины и др.) в процессе жизнедеятельности и работы.
Одно и то же информационное сообщение (статья в газете, объявление, письмо,
телеграмма, справка, рассказ, чертёж, радиопередача и т.п.) может содержать
разное количество информации для разных людей — в зависимости от их
предшествующих знаний, от уровня понимания этого сообщения и интереса к нему.
Так, сообщение, составленное на японском языке, не несёт никакой новой
информации человеку, не знающему этого языка, но может быть
высокоинформативным для человека, владеющего японским. Никакой новой
информации не содержит и сообщение, изложенное на знакомом языке, если его
содержание непонятно или уже известно.
Информация есть характеристика не сообщения, а соотношения между сообщением и его потребителем. Без наличия потребителя, хотя бы потенциального, говорить об информации бессмысленно.
В случаях, когда говорят об автоматизированной работе с информацией
посредством каких-либо технических устройств, обычно в первую очередь
интересуются не содержанием сообщения, а тем, сколько символов это сообщение
содержит. Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т.п.), несущую смысловую
нагрузку и представленную в понятном компьютеру виде. Каждый новый символ в такой последовательности символов увеличивает информационный объём сообщения.
Представление информации.
Информация может существовать в самых разнообразных формах:
o в виде текстов, рисунков, чертежей, фотографий;
o в виде световых или звуковых сигналов;
o в виде радиоволн;
o в виде электрических и нервных импульсов;
o в виде магнитных записей;
o в виде жестов и мимики;
o в виде запахов и вкусовых ощущений;
o в виде хромосом, посредством которых передаются по наследству признаки и
свойства организмов и т.д.
Предметы, процессы, явления материального или нематериального свойства,
рассматриваемые с точки зрения их информационных свойств, называются
информационными объектами.
Передача информации.
Всякое событие, всякое явление служит источником информации.
Информация передаётся в виде сообщений от некоторого источника информации к
её приёмнику посредством канала связи между ними. Источник посылает
передаваемое сообщение, которое кодируется в передаваемый сигнал. Этот сигнал
посылается по каналу связи. В результате в приёмнике появляется принимаемый
сигнал, который декодируется и становится принимаемым сообщением. Передача
информации по каналам связи часто сопровождается воздействием помех,
вызывающих искажение и потерю информации.
Любое событие или явление может быть выражено по-разному, разным способом,
разным алфавитом. Чтобы информацию более точно и экономно передать по каналам
связи, ее надо соответственно закодировать.
Информация не может существовать без материального носителя, без передачи
энергии. Закодированное сообщение приобретает вид сигналов-носителей
информации. Они-то и идут по каналу. Выйдя на приемник, сигналы должны
обрести вновь общепонятный вид. С этой целью сигналы пробегают декодирующее устройство, приобретая форму, удобную для абонента. Система связи сработала, цель достигнута. Когда говорят о каналах связи, о системах связи, чаще всего для примера берут телеграф. Но каналы связи - понятие очень широкое, включающее множество всяких систем, самых разных.
Чтобы ясен был многоликий характер понятия “канал связи”, достаточно
привести несколько примеров. При телефонной передаче источник сообщения - говорящий. Кодирующее устройство, изменяющее звуки слов в электрические импульсы, - это микрофон. Канал, по которому передается информация - телефонный провод. Та часть трубки, которую мы подносим к уху, выполняет роль декодирующего устройства. Здесь электрические сигналы снова преобразуются в звуки. И наконец, информация поступает в “принимающее устройство”-ухо человека на другом конце провода. А вот канал связи совершенно другой природы - живой нерв. Здесь все
сообщения передаются нервным импульсом. Но в технических каналах связи
направление передачи информации может меняться, а по нервной системе передача идет в одном направлении.
Еще один пример - вычислительная машина. И здесь те же характерные черты.
Отдельные системы вычислительной машины передают одна другой информацию с
помощью сигналов. Ведь вычислительная машина - автоматическое устройство для обработки информации, как станок - устройство для обработки металла. Машина
не создает из “ничего” информацию, она преобразует только то, что в нее введено.
КАНАЛ СВЯЗИ
| |||
|
Рис.1.Общая схема передачи информации.
.
Измерение информации.
Какое количество информации содержится, к примеру, в тексте романа "Война и
мир", во фресках Рафаэля или в генетическом коде человека? Ответа на эти вопросы наука не даёт и, по всей вероятности, даст не скоро. А возможно ли объективно измерить количество информации? Важнейшим результатом теории информации является вывод:
В определенных, весьма широких условиях можно пренебречь качественными
особенностями информации, выразить её количество числом, а также сравнить
количество информации, содержащейся в различных группах данных.
В настоящее время получили распространение подходы к определению понятия
"количество информации", основанные на том, что информацию, содержащуюся в сообщении, можно нестрого трактовать в смысле её новизны или, иначе, уменьшения неопределённости наших знаний об объекте.
Так, американский инженер Р. Хартли (1928 г.) процесс получения информации
рассматривает как выбор одного сообщения из конечного наперёд заданного
множества из N равновероятных сообщений, а количество информации I,
содержащееся в выбранном сообщении, определяет как двоичный логарифм N.
Формула Хартли: I = log2N.
Допустим, нужно угадать одно число из набора чисел от единицы до ста. По
формуле Хартли можно вычислить, какое количество информации для этого
требуется: I = log2100 ” 6,644. То есть сообщение о верно угаданном числе
содержит количество информации, приблизительно равное 6,644 единиц информации.
Приведем другие примеры равновероятных сообщений:
при бросании монеты: "выпала решка", "выпал орел";
на странице книги: "количество букв чётное", "количество букв нечётное".
Определим теперь, являются ли равновероятными сообщения "первой выйдет из
дверей здания женщина" и "первым выйдет из дверей здания мужчина". Однозначно
ответить на этот вопрос нельзя. Все зависит от того, о каком именно здании идет речь. Если это, например, станция метро, то вероятность выйти из дверей первым одинакова для мужчины и женщины, а если это военная казарма, то для мужчины эта вероятность значительно выше, чем для женщины.
Для задач такого рода американский учёный Клод Шеннон предложил в 1948 г.
другую формулу определения количества информации, учитывающую возможную
неодинаковую вероятность сообщений в наборе.
Формула Шеннона: I = – (p1 log2 p1 + p2 log2 p2 +... + pN log2 pN),
где pi — вероятность того, что именно i-е сообщение выделено в наборе из N
сообщений.
Легко заметить, что если вероятности p1,..., pN равны, то каждая из них
равна 1/N, и формула Шеннона превращается в формулу Хартли.
Помимо двух рассмотренных подходов к определению количества информации,
существуют и другие. Важно помнить, что любые теоретические результаты применимы лишь к определённому кругу случаев, очерченному первоначальными
допущениями.
В качестве единицы информации условились принять один бит (англ. bit —
binary, digit — двоичная цифра).Бит в теории информации — количество информации, необходимое для различения двух равновероятных сообщений.
А в вычислительной технике битом называют наименьшую "порцию" памяти,
необходимую для хранения одного из двух знаков "0" и "1", используемых для
внутримашинного представления данных и команд.
Бит — слишком мелкая единица измерения. На практике чаще применяется более
крупная единица — байт, равная восьми битам. Именно восемь битов требуется
для того, чтобы закодировать любой из 256 символов алфавита клавиатуры
компьютера (256=28).
Широко используются также ещё более крупные производные единицы информации:
Ø 1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 210 байт,
Ø 1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 220 байт,
Ø 1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230 байт.
В последнее время в связи с увеличением объёмов обрабатываемой информации
входят в употребление такие производные единицы, как:
Ø 1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 240 байт,
Ø 1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 250 байт.
За единицу информации можно было бы выбрать количество информации,
необходимое для различения, например, десяти равновероятных сообщений. Это
будет не двоичная (бит), а десятичная (дит) единица информации.
Использование информации.
Информацию можно: создавать, передавать, воспринимать, иcпользовать,
запоминать, принимать, копировать, формализовать, распространять,
преобразовывать, комбинировать, обрабатывать, делить на части, упрощать,
собирать, хранить, искать, измерять, разрушать, и др.
Все эти процессы, связанные с определенными операциями над информацией,
называются информационными процессами.
Свойства информации.
Информация обладает следующими свойствами, характеризующими ее качественные признаки: достоверность, полнота, ценность, своевременность, понятность, доступность, краткость и др.
Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел.
Недостоверная информация может привести к неправильному пониманию или
принятию неправильных решений. Достоверная информация со временем может стать недостоверной, так как она обладает свойством устаревать, то есть перестаёт отражать истинное положение дел.
Информация полна, если её достаточно для понимания и принятия решений. Как 
неполная, так и избыточная информация сдерживает принятие решений или может
повлечь ошибки.
Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т.п.
Ценность информации зависит от того, насколько она важна для решения задачи,
а также от того, насколько в дальнейшем она найдёт применение в каких-либо
видах деятельности человека.
Только своевременно полученная информация может принести ожидаемую пользу. Одинаково нежелательны как преждевременная подача информации (когда она ещё не может быть усвоена), так и её задержка.
Если ценная и своевременная информация выражена непонятным образом, она может стать бесполезной.
Информация становится понятной, если она выражена языком, на котором говорят те, кому предназначена эта информация.
Информация должна преподноситься в доступной (по уровню восприятия) форме.
Поэтому одни и те же вопросы по разному излагаются в школьных учебниках и научных изданиях.
Информацию по одному и тому же вопросу можно изложить кратко (сжато, без
несущественных деталей) или пространно (подробно, многословно). Краткость
информации необходима в справочниках, энциклопедиях, учебниках, всевозможных
инструкциях.
Обработка информации.
Обработка информации – получение одних информационных объектов из других
информационных объектов путем выполнения некоторых алгоритмов. Обработка является одной из основных операций, выполняемых над информацией, и главным средством увеличения объёма и разнообразия информации.
Средства обработки информации — это всевозможные устройства и системы,
созданные человечеством, и в первую очередь, компьютер — универсальная машина
для обработки информации. Компьютеры обрабатывают информацию путем выполнения некоторых алгоритмов. Живые организмы и растения обрабатывают информацию с помощью своих органов и систем.
Информационные ресурсы и информационные технологии.
Информационные ресурсы – это идеи человечества и указания по их реализации,
накопленные в форме, позволяющей их воспроизводство. Это книги, статьи, патенты, диссертации, научно-исследовательская и опытно-конструкторская документация, технические переводы, данные о передовом производственном опыте и др.
Информационные ресурсы (в отличие от всех других видов ресурсов — трудовых, энергетических, минеральных и т.д.) тем быстрее растут, чем больше их
расходуют.
Информационная технология — это совокупность методов и устройств,
используемых людьми для обработки информации. Человечество занималось обработкой информации тысячи лет. Первые информационные технологии основывались на использовании счётов и письменности. Около пятидесяти лет назад началось исключительно быстрое развитие этих технологий, что в первую очередь связано с появлением компьютеров.
В настоящее время термин "информационная технология" употребляется в связи с использованием компьютеров для обработки информации. Информационные
технологии охватывают всю вычислительную технику и технику связи и, отчасти
— бытовую электронику, телевидение и радиовещание.
Они находят применение в промышленности, торговле, управлении, банковской
системе, образовании, здравоохранении, медицине и науке, транспорте и связи, сельском хозяйстве, системе социального обеспечения, служат подспорьем людям
различных профессий и домохозяйкам.
Народы развитых стран осознают, что совершенствование информационных
технологий представляет самую важную, хотя дорогостоящую и трудную задачу. В настоящее время создание крупномасштабных информационно-технологических
систем является экономически возможным, и это обусловливает появление национальных исследовательских и образовательных программ, призванных стимулировать их разработку.
Информатизация общества.
Информатизация общества — организованный социально-экономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей и реализации прав граждан, органов государственной власти, органов местного самоуправления организаций, общественных объединений на основе формирования и использования информационных ресурсов.
Цель информатизации — улучшение качества жизни людей за счет увеличения
производительности и облегчения условий их труда. Информатизация — это сложный социальный процесс, связанный со значительными изменениями в образе жизни населения. Он требует серьёзных усилий на многих направлениях, включая ликвидацию компьютерной неграмотности, формирование культуры использования новых информационных технологий и др.
Понятие информатики
Информатика - наука, изучающая информационные аспекты системных процессов и системные аспекты информационных процессов. Это определение можно считать системным определением информатики.
Информатика - это наука об инвариантах (т.е. неизменных сущностях) информационных процессов, о их выявлении, описании, изучении, применении, пространственно-временной организации и самоорганизации. Такое определение естественно назвать синергетическим определением информатики и оно имеет важное значение при исследовании синергетики информационных процессов в различных системах.
Информатика тесно связана и с философией. Философия дает общие методы содержательного анализа, а информатика даёт общие методы формального анализа предметных областей (особенно, теоретическая, математическая информатика).
Можно дать философское определение информатики: информатика - это наука, изучающая общие свойства и процессы отражения материи, порядок в материи, ее структурированность и отражение в сознании человека, общества.
Дадим математическое определение информатики (определение математической информатики): информатика - наука, изучающая вопросы построения и исследования математических методов и моделей, алгоритмов, формальных систем для описания и актуализации различных информационных систем и процессов, различных классов операционных пространств. Эта – наука, математически (формальным языком) описывающая и исследующая их инварианты, абстрагируясь при этом от материальной основы информационных процессов.
Фундаментальность информатике придаёт не только широкое и глубокое использование математики, формальных методов и средств, а общность и фундаментальность её результатов, их универсальная методологическая направленность в производстве знаний. В этом смысле математическая информатика аналогична математической физике, математической биологии, математической экономике и др.
Предмет информатики точно (“математически”) невозможно определить, в силу его сложности, многосторонности, динамической изменчивости. Тем не менее, можно отметить следующие три основные ветви информатики (в классическом понимании), определяемые её познавательной и прагматической функциями, её внутренней и внешней сущностями (заметим, что деление информатики как науки и человеческой деятельности на те или иные части зависит от целей, задач, ресурсов).
Теоретическая, математическая информатика (brainware) изучает теоретические проблемы информатики (большей частью связанные с формальными системами, моделями, алгоритмами и теорией программирования, кодирования и организации систем).
Практическая, прикладная информатика (software) изучает практические, конкретные проблемы информатики (большей частью связанные с программированием и использованием моделей, программными и компьютерными технологиями и системами).
Техническая, инженерно-физическая информатика (hardware) изучает инженерно-физические, технические проблемы информатики (большей частью связанные с разработкой и использованием технических средств обработки информации, ЭВМ и систем ЭВМ, сетей).
Информатика базируется на следующих основных и важных понятиях:
§ информация и сообщение, в частности, получение, переработка, сжатие, актуализация информации сообщениями различного типа;
§ алгоритм и алгоритмизация, в частности, программа и программный комплекс, проектирование программ и программирование;
§ система и структура, отношение и связь, порядок, выбор, в частности, информационные система и структура, отношения в них;
§ модель и моделирование, в частности, описание и исследование систем с помощью моделей и моделирования;
§ исполнитель и его операционная среда, в частности, ЭВМ и система ЭВМ;
§ языки и грамматики, в частности, алгоритмические языки, языки программирования, языки общения с различными системами и средами;
§ проектирование систем и технология, в частности, информационная, компьютерная технология.
Предметная область науки “информатика” - информационные процессы и системы, модели, языки их описания, технологии их актуализации, направленные как на получение знаний (это - внутренняя сущность информатики), так и на применение знаний, принятие на их основе решений в различных предметных областях (это - внешняя сущность информатики).
Эти информационные процессы могут происходить в живых существах (организмах), автоматах (технических устройствах), обществе, в индивидуальном и общественном сознании.
Назначение информатики
Последняя информационная революция привела к появлению множества новых областей теории и практики, которые связаны с изучением и производством технических средств, методов, технологий, обеспечивающих прирост новых знаний. Одной из таких областей знаний является информатика. Понятие “информатика” возникло в 60-х годах во Франции для обозначения области, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью электронных вычислительных машин (ЭВМ). Французский термин Informatique (информатика) образован путем слияния начала слова information (информация) и конца слова automatique (автоматика) и означает “информационная автоматика” или “автоматизированная переработка информации”. В англоязычных странах этому термину соответствует синоним Computer 
Science (наука о компьютерной технике). Выделение информатики как самостоятельной сферы человеческой деятельности связано, в первую очередь, с развитием компьютерной техники. Термин “информатика” начинает выступать в обновленном виде и служит не только для отражения успехов компьютерной техники, но связывается уже с глобальными процессами передачи и обработки информации. В нашей стране подобная трактовка термина “информатика” утвердилась с момента принятия соответствующего решения в 1983 году на сессии годичного собрания Академии наук СССР об организации нового отделения информатики, вычислительной техники и автоматизации. Информатика трактовалась как “...комплексная научная и инженерная дисциплина, изучающая все аспекты разработки, проектирования, создания, оценки, функционирования основанных на ЭВМ систем переработки информации, их применения и воздействия на различные области социальной практики”. В таком понимании информатика нацелена на разработку общих методологических принципов построения информационных моделей. Поэтому методы информатики применимы всюду, где существует возможность описания объекта, явления, процесса и т. п. с помощью информационных моделей. Существует множество определений информатики, что связано с многогранностью ее функций, возможностей, средств и методов. Обобщая существующие определения этого термина, предлагаем такую трактовку: Информатика - область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования и использования информации с помощью компьютера. Главная функция информатики заключается в разработке методов и средств преобразования информации. Исходя из этого, задачи информатики состоят в следующем:
• исследование информационных процессов любой природы;
• разработка новейшей информационной технологии на базе компьютеров и компьютерных сетей;
• решение научных и инженерных проблем создания и внедрения аппаратно-программного обеспечения компьютеров. Круг проблем, рассматриваемых информатикой, настолько широк, что помимо сугубо специальных тем, касающихся исключительно компьютерной техники, приходится вникать в проблемы других областей знаний, таких как физика, химия, биология, литература. Это обусловлено тем, что информатика представляет совершенно особую отрасль знаний, которая интегрирует (объединяет) все остальные. Благодаря ожидаемому внедрению информационных систем и технологий в различные сферы деятельности, можно представить область информатики как некую среду существования прочих дисциплин. Информатика должна стать дисциплиной совершенно иного уровня и качества, нежели все существующие ныне. Она будет обобщать знания, полученные по другим предметам, учить новому системному осмыслению происходящих в мире процессов и явлений.
Литература
1. Пекелис В. Кибернетика от А до Я. М.,1990.2. Дмитриев В.К. Прикладная теория информации. М., 1989.3. Брюшинкин В.Н. Логика, мышление, информация. Л.: ЛГУ, 1988.4. Гейман Л.М. Этапы развития информатики. // Микропроцессорные системы и средства, N3, 2001.
5. Герасименко В.А. Основы информатики (в 2-х частях). //МГИАН, 2002.
6. Громов Г.Р. Очерки информационной технологии. - М., Наука, 2003.
7. Дубровский Е.Н., Соколова И.В. Основы социальной информатики (конспект лекции). - М., МГСУ, 2006.
8. Казиев В.М. Математика и информатика (в 3-х частях). – Нальчик, «Полиграфсервис и Т», 2001.
9. Колин К.К. Социальная информатика - научная база постиндустриального общества // Социальная информатика - М., 2004.
10. Ракитов А.И. Философия компьютерной революции. - М., Наука, 2001.
11. Соколова И.В. Проблемы становления информатики как учебной дисциплины // Социальная информатика - 95, М., 1995.
12. Соколов А.В. Эволюция социальных коммуникаций. - С.-Пб., 2005.
13. Соколов А.В. Феномен информатики и псевдофеномен информации // Вестник ВОИВТ, 1990, № 3.
14. Страссман П. Информация в век электроники. Проблемы управления. М., Экономика, 2007.
15. Wikipedia.org
16. http://www.bibliotekar.ru/rInform/2.htm
17. http://works.tarefer.ru/69/100752/index.html
