Информационный обмен, сигналы, данные



Скачать 382.49 Kb.
страница1/4
Дата26.07.2013
Размер382.49 Kb.
ТипДокументы
  1   2   3   4
Информационный обмен, сигналы, данные

Материя существует в двух формах: в виде материальных тел и в виде энергетических полей. Поля и тела постоянно взаимодействуют друг с другом. Этот обмен сопровождается изменением свойств как самих тел, так и окружающих их полей. Человек — материальный объект, ему свойственно непрерывное энергетическое взаимодействие с другими объектами материального мира. В то же время он организм живой природы и обладает непрерывным внутренним обменом веществ. Эти два процесса взаимодействуют. Результат такого взаимодействия мы воспринимаем как информационный обмен

Рассмотрим пример. Если животное воспринимает окружающую среду как угрожающую, в кровь выделяются специальные вещества, повышающие частоту дыхания, усиливающие сердцебиение и т.д. Иные по содержанию, но похожие по механизму процессы происходят при успокоении. Это информационный обмен, инициированный внешней средой.

Но информационный обмен не обязательно инициируется только внешней средой. Человеку достаточно представить что-либо. На этом основаны механизмы воспоминания, воображения, логического мышления и другие, т.е. в основе логического мышления и творчества тоже лежит информационный обмен.

Информационный обмен развивается в виде информационных процессов. Если проследить информационный процесс от начала до конца, то на отдельных его этапах можно и не увидеть объектов живой природы, но в его начале или в конце объект живой природы присутствует обязательно. Это свойство отдельных этапов информационного процесса обходиться без объектов живой природы ныне широко используется в информационных технологиях. Оно лежит в основе функционирования автоматических систем обработки информации.

Любые изменения, происходящие во внутренней структуре вещества или в энергетических полях, сопровождаются образованием сигналов. Они обладают способностью распространяться во времени и пространстве. Например, солнечный свет — это сигналы, возникающие в результате термоядерных реакций, а сейсмограф регистрирует результаты толчков Земли.

Распространение сигналов в пространстве всегда завершается взаимодействием с веществом физических тел. Такое взаимодействие в информатике рассматривается как регистрация сигналов. В качестве примеров можно привести следующие взаимодействия. Световые сигналы вызывают химические изменения в составе вещества в растительных организмах (фотосинтез). Изменения магнитного поля могут быть зарегистрированы на ферромагнитном покрытии. На этом основана звукозапись на магнитной ленте.

Информатика не изучает природу сигналов — ее интересует факт их регистрации. Результат регистрации сигналов информатика рассматривает как данные. Если сигнал зарегистрирован четко и легко различим на фоне регистрации побочных сигналов, то он может стать источником получения информации о событиях, которые имели место, или источником информации о предполагаемом событии.
Таким образом, в информатике данные — это зарегистрированные сигналы.

1.1.2. Методы воспроизведения и обработки данных

Воспроизведение и обработка данных

Поскольку все сигналы имеют энергетическую, то есть материальную, природу, то и данные — тоже объекты материальной природы. Данные всегда объективны. Их можно посмотреть, потрогать, услышать. Что именно можно сделать с конкретными данными, зависит от их физической природы, но в любом случае данные можно каким-то образом воспроизвести. Это вытекает из определения данных как зарегистрированных сигналов. Если у нас есть средства, чтобы зафиксировать факт регистрации сигнала, значит, у нас непременно есть и средства для воспроизведения данных, образовавшихся в момент такой регистрации.

Для обычного человека текст, который он видит в документе, — это данные. Но для эксперта-криминалиста данными может быть текст, которого в документе нет (удален в результате подчистки). Разумеется, обычный наблюдатель и эксперт-криминалист получат в этом случае разную информацию из одного и того же документа. Это различие связано с тем, что они пользуются разными методами доступа к данным.

Для того чтобы данные стали информацией, обычно требуется не один, а множество взаимосвязанных методов. Вот пример для обычного текста, напечатанного темными буквами на светлом фоне.

  1. Чтобы рассмотреть текст, наблюдатель должен обладать методом зрения. Хотя зрение это естественный метод, присущий большинству людей, но не все люди им обладают.

  2. Необходимо достаточное освещение, то есть нужен метод его обеспечения. Освещение – это физический метод, основанный на использовании естественного или искусственного света.

  3. Необходимо знать азбуку, систему кодирования звуков того языка, на котором написан текст.

  4. Надо знать язык, на котором написан текст.

  5. Надо понимать термины и понятия, использованные в сообщении.

Последние три метода – логические. Они связаны с мышлением человека и не доступны от рождения, а приобретаются в результате обучения. Обратим внимание на то, что если текст был напечатан черными буквами на черном фоне, то количество методов в цепочке стало бы больше. К естественным и логическим методам потребовалось бы добавить технические, например, исследование текста в ультрафиолетовых лучах.

Группы методов воспроизведения и обработки данных

Естественные методы

Естественные методы воспроизведения данных присущи человеку и другим организмам живой природы. Если мы говорим о человеке, то прежде всего к естественным методам относим все методы, основанные на его органах чувств (зрение, осязание, обоняние, слух и вкус).

Всем конечно знакома разница между внимательным и невнимательным наблюдением. И в том и в другом случае на сетчатке глаза образуются совершенно одинаковые данные, но информацию мы получаем другую. Это связано с тем, что при внимательном наблюдении мозг применяет более сложные методы обработки данных.

Хороший пример того, что при одних и тех же данных образуется разная информация, представляют собой стереограммы. Их следует рассматривать так, чтобы левый и правый глаз фокусировались в разных точках рисунка. В этом случае мозг обрабатывает данные иным методом и вместо регулярного узора можно наблюдать скрытое объемное изображение.

Кроме методов, связанных на органах чувств, человек обладает и другими методами обработки данных. К ним относится, например, логическое мышление. Оно позволяет работать с данными, не имеющими объективных аналогов в материальном мире. К прочим естественным методам, присущим человеку и основанном на особенностях его мышления, можно отнести воображение, сравнение, сопоставление, анализ, прогнозирование и другие.

Аппаратные методы

До последнего времени методы обработки данных можно было разделить на естественные и технические. Однако, в связи с развитием вычислительной техники, в последние годы в классе технических методов выделились два направления: аппаратные и программные методы, способные во многом подменять или дополнять друг-друга.

Аппаратные методы взаимодействия с данными используют в тех случаях, когда физическая природа данных не позволяет для их воспроизведения и обработки применять естественные методы, основанные на органах чувств. Простейший пример – радиосигналы и другие сигналы электромагнитной природы. Человек не имеет органов чувств для их регистрации и потому вынужден использовать аппаратные методы. С примерами таких методов все знакомы: это, например, телеприемники и радиоприемники.

Аппаратные методы – это всегда устройства (приборы). Широко известны такие устройства воспроизведения данных как магнитофоны, DVD-проигрыватели, телефоны, рентгеновские аппараты, телескопы, микроскопы и многие другие. С точки физики все эти устройства обладают разными принципами действия и выполняют разные функции. С точки зрения информатики эти устройства (приборы) выполняют общую функцию - преобразуют данные из формы, недоступной для естественных методов человека, в форму, доступную для них.

В отдельных случаях данные должны проходить через достаточно длинные цепочки преобразования аппаратными средствами, прежде чем станут доступны для восприятия человеком и из них образуется информация. Поскольку разные приборы выпускаются разными предприятиями, между различными устройствами возможны проблемы совместимости. Не всегда одни устройства могут обрабатывать данные, созданные другими приборами. В таких случаях применяют специальные устройства преобразования данных, но уже говорят не о преобразовании формы данных, а о преобразовании их формата. Например, видеозапись, выполненную с помощью любительской видеокамеры, нельзя передать по каналам телевизионного вещания без предварительного преобразования. В таких случаях данные из формата, в котором работают бытовые видеокамеры, преобразуют в формат, с которым работают профессиональные средства телевещания и видеотехники.

Программные методы

Широкое внедрение средств вычислительной техники позволяет автоматизировать обработку самых разных видов данных с помощью компьютеров. Компьютер — это прибор особого типа, в котором одновременно сочетаются аппаратные и программные методы обработки и представления информации. Эти методы составляют предметную область информатики. Сейчас приведем лишь несколько примеров того, как программные методы влияют на содержание информации, представленной в данных.

Изображения, представленные ниже, получены в результате обработки одних и тех же данных разными программными средствами

2x2 =4 2x2 = 4

Эти данные различаются только форматированием, по-разному выполненным компьютерной программой. Ниже представлен противоположный пример, когда данные, совпадающие с точностью до символа, в результате применения программного метода форматирования представляют противоположную информацию.
казнить нельзя, ПОМИЛОВАТЬ
КАЗНИТЬ, нельзя помиловать
1.1.3. Понятие информации

Научное определение информации дается достаточно просто, если предположить, что информация — это динамический (богатый действием, движением) объект, не существующий в природе сам по себе, а образующийся в ходе взаимодействия данных и методов. Он существует ровно столько, сколько длится это взаимодействие, а все остальное время пребывает в виде данных.

Информация — это продукт взаимодействия данных и методов, рассмотренный в контексте этого взаимодействия.

В этом определении ничего не говорится о форме, в которой представлены данные, а она может быть абсолютно любой. Если данные графические, а метод взаимодействия — наблюдение, то образуется визуальная информация. Если данные текстовые или речевые, а метод их потребления — чтение или прослушивание, образуется текстовая информация. А могут ли текстовые данные быть графической информацией? Разумеется, да, если к ним применен не метод чтения, а метод наблюдения.

В нашем определении важным является пояснение «...рассмотренный в контексте этого взаимодействия». Приведем примеры, почему это действительно важно. Известно, что книги — это хранилища данных. Они предназначены для получения информации методом чтения. Но если попробовать разные книги на ощупь или на вкус, то тоже можно получить информацию. Такие методы позволят различить книги, выполненные в кожаных, картонных и бумажных переплетах. Разумеется, это не те методы, которые предполагались авторами книг, но они тоже дают информацию, хотя и не полную.

Известны примеры того, что не только текст или состав бумаги письма, но и его запах может давать информацию об авторе. Пользуясь этим методом, можно отправлять в конверте даже чистый лист. Получателю он даст информацию о том, кто помнит и думает о нем. Возможно, в некоторых случаях она будет недостоверной (ложной), но это все-таки будет информация.

Анализируя информационную ценность газет, журналов, телепередач, мы можем прийти к выводу, что она зависит как от данных, так и от методов, которыми выполняется их потребление. Одно дело — внимательно просматривать телефильм, вслушиваясь в каждое слово, и совсем другое — смотреть его, одновременно разговаривая по телефону.

Попробуйте проанализировать свое участие в учебных занятиях. Вы заметите, что фактор внимательности влияет на содержание информации, полученной из данных, которые излагает преподаватель. Проявляя внимательность, мы расширяем возможности естественных методов, основанных на органах чувств, за счет методов логического мышления. Правда, при этом мы быстрее утомляемся и потому стараемся делать это как можно реже. Преподаватели об этом знают и применяют свои методы, позволяющие нам время от времени переключать, рассеивать, а потом вновь концентрировать внимание.

1.1.4. Понятие контекстного метода

и особенности информационного процесса

в вычислительной технике

В быту мы часто считаем, что книги, газеты, журналы, радио и телевидение — это источники информации. Если строго подходить с позиций информатики, то это не совсем так. Все это источники данных. Станут ли данные информацией или нет и, если станут, то какой именно, зависит от того, какой метод будет применен к их потреблению и в каких условиях это произойдет.

Тем не менее мы все-таки привыкли говорить не о передаче данных, а о передаче информации, не о преобразовании и шифровании данных, а о преобразовании и шифровании информации, а также об ее автоматической обработке с помощью компьютеров. Нет ли здесь противоречия?

Такое противоречие действительно есть, но оно разрешается, если ввести понятие контекстного метода. Контекстным считается тот метод, который является общепринятым для работы с данными определенного типа. Этот метод должен быть известен как создателю данных, так и потребителю информации.

Для иллюстраций (графических данных) контекстным является метод наблюдения, основанный на зрении. Для текстовых данных подразумевается контекстный метод чтения, основанный на зрении и знании языка и азбуки.

Есть свои особенности и у компьютерной информации. Для данных, представленных в числовой форме и хранящихся на магнитных носителях, контекстными являются аппаратные и программные методы вычислительной техники. Их еще называют средствами информационных технологий.

В вычислительной технике информационный процесс протекает в ходе взаимодействий данных и методов. Однако он имеет особенность, связанную с тем, что некоторые этапы происходят автоматически, без участия человека. В ходе этих этапов данные взаимодействуют как с аппаратными (компьютерами и другими устройствами), так и с программными методами (компьютерными программами). При этом важной особенностью компьютерных программ является их двойственная природа. С одной стороны, они проявляют себя как методы, а с другой — как данные.

Компьютерные программы могут существовать в двух фазах: активной и пассивной. В активной фазе программа работает совместно с оборудованием, ее команды управляют процессором, который под их воздействием обрабатывает данные и взаимодействует с другим оборудованием. В пассивной фазе компьютерная программа ничем от данных не отличается. Ее точно так же можно хранить, транспортировать по каналам связи, воспроизводить в виде печатного текста или экранного изображения. Ее можно даже обрабатывать другими программами. Программу, представленную как данные, можно редактировать, т.е. изменять ее содержание.

1.1.5. Свойства информации

Итак, информация является динамическим объектом, образующимся в момент взаимодействия объективных данных и субъективных методов. Как и всякий объект, она обладает свойствами (объекты различимы по своим свойствам). Характерной особенностью информации, отличающей ее от других объектов природы и общества, является отмеченный выше дуализм: на свойства информации влияют как свойства данных, составляющих ее содержательную часть, так и свойства методов, взаимодействующих с данными в ходе информационного процесса. По окончании процесса свойства информации переносятся на свойства новых данных, т.е. свойства методов могут переходить на свойства данных. Это очень важное обстоятельство. Необходимо помнить о том, что объективные и достоверные на первый взгляд данные могут таковыми не оказаться из-за того, что на отдельных этапах информационного процесса к ним были применены необъективные или неадекватные методы.
  1   2   3   4

Похожие:

Информационный обмен, сигналы, данные icon№ урока Тема урока Элементы содержания Требования к уровню подготовки учащихся Домашнее задание
Основные подходы к определению понятия «информация». Системы, образованные взаимодействующими элементами, состояния элементов,...
Информационный обмен, сигналы, данные iconПрограмма экзамена по курсу «Радиотехнические цепи и сигналы, ч. 1»
Классификация сигналов: детерминированные и случайные сигналы; аналоговые, дискретные и цифровые сигналы: управляющие и модулированные...
Информационный обмен, сигналы, данные icon67 Сигналы (момент приёма, блокировка сигналов, сигналы и сообщения)
Событие, порождающее сигнал, может быть действием пользователя, или вызываться другим процессом, или ядром операционной системы....
Информационный обмен, сигналы, данные iconПрограммирование драйвера клавиатуры
Примечание. Разработанные программы не должны содержать системных вызовов ms-dos и bios, выполняющих информационный обмен с клавиатурой...
Информационный обмен, сигналы, данные iconПрограмма вступительных испытаний в магистратуру по направлению 020400. 68 «биология» Челябинск 2012
Обмен веществ и превращение энергии — основа жизнедеятельности клетки. Энергетический обмен в клетке и его сущность. Значение атф...
Информационный обмен, сигналы, данные iconМеждународный свод сигналов (мсс 1965)
Сигналы бедствия. Спасательные сигналы. II. Порядок радиотелефонных переговоров, связанных с обеспечением безопасности
Информационный обмен, сигналы, данные iconОптоэлектроника: электронный учебно-методический комплекс
Современный студент получает образование в среде, насыщенной множеством источников информации. Компьютерный информационный обмен...
Информационный обмен, сигналы, данные iconОсциллографы
С помо­щью осциллографа можно наблюдать периодические непрерывные и импульсные сигналы, непериодические и случайные сигналы, одиночные...
Информационный обмен, сигналы, данные iconУчебное пособие Москва 2006 Введение. 3 Тем Логистика как наука. 4 1 Историческое развитие логистик
Охватывает и объединяет в единый процесс такие разнообразные виды деятельности как информационный обмен, транспортировка, управление...
Информационный обмен, сигналы, данные iconДля задания автомата строят
Автомат это дискретное устройство, имеющее конечное множество внутренних состояний Q={q1, q2, }, и преобразующий входные сигналы...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org