Основные понятия информатики


Основные понятия информатики

Понятие информации, единицы ее измерения, формы ее представления

Цели урока:

Образовательные:

    - помочь учащимся усвоить понятие информации, свойства информации, объема информации - помочь учащимся усвоить, какие действия можно совершать с информацией

Воспитательные:

    - Стимулировать и формировать положительное отношение студентов к предмету. - Содействовать профориентации и трудовому воспитанию студентов.

Развивающие:

    - Развивать у обучающихся умение выделять главное, существенное в изучаемом материале, сравнивать и обобщать изучаемые факты. - Развивать познавательный интерес к дисциплине.

Тип урока: комбинированный

Вид урока: объяснительно-иллюстративный.

Методы урока: Практическая работа.

План урока:

    1. Организационный момент 2. Основной этап 2.1. Актуализация опорных знаний 2.2. Этап изучения нового материала 3. Заключительный этап 3.1. Рефлексия 3.2. Домашнее задание

Оборудование: печатные источники, компьютер, карточки с заданиями.

Межпредметные связи: Математика, русский языки, социология, физика

Ход урока:

I. Организационный момент.

Сообщить тему, цель и план урока.

II. Основной этап

    2.1. Актуализация опорных знаний 1. Что такое информатика?

Внедрение компьютерной техники во все сферы человеческой деятельности послужило толчком к зарождению новой научной и прикладной дисциплины - информатики.

Термин "информатика" (франц. informatique) происходит от французских слов Information (информация) и Automatique (автоматика) и дословно означает "информационная автоматика".

Широко распространен также англоязычный вариант этого термина -- "Сomputer science", что означает буквально "компьютерная наука".

Информатика определяет сферу человеческой деятельности, связанную с процессами хранения, преобразования и передачи информации с помощью компьютера.

Но Могущество компьютера Определяется человеком и теми Знаниями, которыми он обладает.

В процессе изучения информатики надо не только научиться работать на компьютере, но и уметь целенаправленно его использовать для познания и созидания окружающего нас мира.

Посмотрите - два определения, так непохожих друг на друга, но определяющие одно понятие. С одной стороны, это наука об информации, а с другой - наука о компьютерах. Что же верно? Правильно будет объединить об высказывания и определить информатику как:

Информатика - это техническая наука, определяющая сферу деятельности, связанную с процессами хранения, преобразования и передачи информации с помощью компьютера.

Компьютер - универсальный прибор для обработки информации.

Информатика -- это основанная на использовании компьютерной техники дисциплина, изучающая структуру и общие свойства информации, а также закономерности и методы ее создания, хранения, поиска, преобразования, передачи и применения в различных сферах человеческой деятельности.

В 1978 году международный научный конгресс официально закрепил за понятием "информатика" области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая компьютеры и их программное обеспечение, а также организационные, коммерческие, административные и социально-политические аспекты компьютеризации -- массового внедрения компьютерной техники во все области жизни людей. Таким образом, информатика базируется на компьютерной технике и немыслима без нее.

    2.2. Этап изучения нового материала 2. Что такое информация?

Термин "информация" происходит от латинского слова "informatio", что означает сведения, разъяснения, изложение.

В настоящее время наука пытается найти общие свойства и закономерности, присущие многогранному понятию Информация, но пока это понятие во многом остается интуитивным и получает различные смысловые наполнения в различных отраслях человеческой деятельности:

    - 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"; - В технике под информацией понимают сообщения, передаваемые в форме знаков или сигналов

Информация -- это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний.

Информация может существовать в виде:

    - текстов, рисунков, чертежей, фотографий; - световых или звуковых сигналов; - радиоволн; - электрических и нервных импульсов; - магнитных записей; - жестов и мимики; - запахов и вкусовых ощущений; - хромосом, посредством которых передаются по наследству признаки и свойства организмов и т. д.

Практически 90% информации человек получает при помощи органов зрения, примерно 9% -- посредством органов слуха и только 1% -- при помощи остальных органов чувств.

Предметы, процессы, явления материального или нематериального свойства, рассматриваемые с точки зрения их информационных свойств, называются информационными объектами.

    3. Обработка, передача, хранение, защита и поиск информации 3.1. Обработка информации.

Приобретая жизненный опыт, наблюдая мир вокруг себя, иначе говоря -- накапливая все больше и больше информации, человек учится делать выводы. В древности люди говорили, что человек познает с помощью органов чувств и осмысливает познанное разумом.

Один раз, дотронувшись до горячего чайника или утюга, мы запоминаем это на всю жизнь. Каждый раз, случайно коснувшись горячей поверхности, мы отдергиваем руку, потому что у всех нас в детстве был свой "горячий чайник". Если проанализировать, почему так происходит, то можно сделать вывод о преобразовании (обработке) информации. Прикоснувшись к горячей поверхности, мы получили информацию при помощи органов осязания. Нервная система передала ее в мозг, где на основе имеющегося опыта был сделан вывод об опасности. Сигнал от мозга был послан в мышцы рук, которые мгновенно сократились. Аналогичные процессы обработки информации происходят и в тот момент, когда при первых же аккордах знакомой мелодии сразу улучшается настроение или появляются слезы.

Все это примеры неосознанной обработки информации, которая ведется как бы "помимо нас", неосознанно.

Можно привести много примеров осознанной обработки информации. В этом случае человек создает новую информацию, опираясь на поступающие сведения -- так называемую входную информацию -- и на запас имеющихся у него знаний и опыта.

Например, на уроках химии школьник изучает правила и законы (приобретает определенные знания и навыки). Когда учитель предлагает очередную задачу (входная информация), ученик обдумывает последовательность решения, вспоминая, какие из изученных правил ему необходимо применить. Наконец, он находит ответ. Эта новая информация, созданная учеником в результате обработки входной информации, называется выходной.

Таким образом, выходная информация всегда является результатом мыслительной деятельности человека по обработке входной информации. Можно сказать, что человек постоянно занимается обработкой входной информации, преобразуя ее в выходную.

Входная информация - информация, которую получает человек или устройства. Выходная информация - информация, которая получается после обработки человеком или устройством.

Обработка информации -- получение одних информационных объектов из других информационных объектов путем выполнения некоторых алгоритмов.

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.

3.2. Передача информации

Развитие человечества не было бы возможно без обмена информацией. С давних времен люди из поколения в поколение передавали свои знания, извещали об опасности или передавали важную и срочную информацию, обменивались сведениями. любом процессе передачи или обмене информацией существует ее источник и получатель, а сама информация передается по каналу связи с помощью сигналов: механических, тепловых, электрических и др. В обычной жизни для человека любой звук свет являются сигналами, несущими смысловую нагрузку.

Например: сирена -- это звуковой сигнал тревоги, звонок телефона -- сигал, чтобы взять трубку, красный свет светофора -- сигнал, запрещающий переход дороги.

В качестве источника информации может выступать живое существо или техническое устройство. От него информация попадает, а кодирующее устройство, которое предназначено для преобразования исходного сообщения в форму, удобную для передачи. С такими устройствами вы встречаетесь постоянно: микрофон телефона, лист бумаги и т. д. По каналу связи информация попадает в декодирующее устройство получателя, которое преобразует кодированное сообщение в форму, понятную получателю. Одни из самых сложных декодирующих устройств -- человеческие ухо и глаз.

В процессе передачи информация может утрачиваться, искажаться. Это происходит из-за различных помех, как на канале связи, так и при кодировании и декодировании информации. С такими ситуациями вы встречаетесь достаточно часто: искажение звука в телефоне, помехи при телевизионной передаче, ошибки телеграфа, неполнота переданной информации, неверно выраженная мысль, ошибка в расчетах. Вопросами, связанными с методами кодирования и декодирования информации, занимается специальная наука -- криптография.

При передаче информации важную роль играет форма представления информации. Она может быть понятна источнику информации, но недоступна для понимания получателя. Люди специально договариваются о языке, с помощью которого будет представлена информация для более надежного ее сохранения.

Примеры: сОобщение, Содержащее информацию о прогнозе погоды, передается приемнику (телезрителю) От источника -- специалиста-метеоролога Посредством канала связи -- телевизионной передающей аппаратуры и телевизора.

Информацию можно: создавать, передавать, воспринимать, использовать, запоминать, принимать, копировать, распространять, преобразовывать, комбинировать, обрабатывать, делить на части, упрощать, собирать, хранить, искать, измерять, разрушать.

Все эти процессы, связанные с определенными операциями над информацией, называются Информационными процессами.

3.3. Хранение информации

Человеческий разум является самым совершенным инструментом познания окружающего мира. А память человека -- великолепным устройством для хранения полученной информации. Чтобы информация стала достоянием многих людей, необходимо иметь возможность ее хранить не только в памяти человека. В процессе развития человечества существовали разные способы хранения информации, которые совершенствовались с течением времени: узелки на веревках, зарубки на палках, берестяные грамоты, письма на папирусе, бумаге. Наконец, был изобретен типографский станок, и появились книги. Поиск надежных и доступных способов хранения информации идет и по сей день.

Сегодня мы используем для хранения информации самые различные материалы: бумагу, фото - и кинопленку, магнитную аудио - и видеоленту, магнитные и оптические диски. Все это -- носители информации.

Носитель информации -- материальный объект, предназначенный для хранения и передачи информации (молекулы ДНК, которые хранят генетическую информацию; бумага, на которой хранятся тексты и изображения; магнитная лента, на которой хранится звуковая информация; фото - и кинопленки, на которых хранится графическая информация; микросхемы памяти, магнитные и лазерные диски, на которых хранятся программы и данные в компьютере, и т. д.).

3.4. Поиск информации

Просто сохранить информацию недостаточно. Нужно уметь ее пользоваться. А для того чтобы воспользоваться нужной информацией в нужный момент необходимо уметь ее быстро найти.

Поиск информации -- это извлечение хранимой информации. Существуют ручной и автоматизированный методы поиска информации в хранилищах.

Методы поиска информации: * непосредственное наблюдение; * общение со специалистами по интересующему вас вопросу; * чтение соответствующей литературы; * просмотр теле-, видеопрограмм; * прослушивание радиопередач и аудиокассет; * работа в библиотеках, архивах; * запрос к информационным системам, базам и банкам компьютерных данных; * другие методы.

3.5. Защита информации

Для предотвращения потери информации разрабатываются различные механизмы ее защиты, которые используются на всех этапах работы с ней.

Для защиты информации используют различные способы защиты: * контроль доступа; * разграничение доступа; * дублирование каналов связи; * криптографическое преобразование информации с помощью шифров.

    4. Свойства информации. - достоверность; - полнота; - ценность; - своевременность; - понятность; - доступность; - краткость;

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 перестает отражать истинное положение дел.

Информация полна, Если ее 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 найдет применение в каких-либо видах деятельности человека.

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.

5. Формы представления информации

Непрерывная (аналоговая) форма - Характеризует процесс, который не имеет перерывов и теоретически может изменяться в любой момент времени и на любую величину (речь человека, музыкальное произведение).

Прерывистая (цифровая, дискретная) форма - может изменятся лишь в определенные моменты времени и принимать лишь заранее обусловленные значения (только значения напряжений 0 и 3,5 В).

Для преобразования аналогового сигнала в цифровой сигнал требуется провести дискретизацию непрерывного сигнала во времени, квантование по уровню, а затем кодирование отобранных значений.

Дискретизация - Замена непрерывного (аналогового) сигнала последовательностью отдельных во времени отсчетов этого сигнала. Наиболее распространена равномерная дискретизация, в основе которой лежит Теорема Котельникова.

На рисунке схематично показан процесс преобразования аналогового сигнала в цифровой сигнал. Цифровой сигнал в данном случае может принимать лишь пять различных уровней. Естественно, что качество такого преобразования невысокое. Из рисунка видно, что изменение цифрового сигнала возможно лишь в некоторые моменты времени (в данном случае этих моментов 11).

С позиции каждого отдельного человека количество информации, содержащееся в каком-либо сообщении, - субъективная величина.

В качестве единицы информации Клод Шеннон предложил принять один бит (англ. bit -- binary digit -- двоичная цифра).

Бит В теории информации -- количество информации, необходимое для различения двух равновероятных сообщений (типа "орел"--"решка", "чет"--"нечет" и т. п.).

В вычислительной технике битом называют наименьшую "порцию" памяти компьютера, 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 еще более крупные производные единицы информации:

    1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 210 байт, 1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 220 байт, 1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230 байт. 1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 240 байт, 1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 250 байт.

III. Заключительный этап.

    3.1. Рефлексия. 1) Что означает термин "информатика" и каково его происхождение? 2) Какие сферы человеческой деятельности и в какой степени затрагивает информатика? 3) Назовите основные составные части информатики и основные направления ее применения. 4) Что подразумевается под понятием "информация" в бытовом, естественно-научном и техническом смыслах? 5) От кого (или чего) человек принимает информацию? Кому передает информацию? 6) Где и как человек хранит информацию? 7) Что необходимо добавить в систему "источник информации -- приемник информации", чтобы осуществлять передачу сообщений? 8) Какие типы действий выполняет человек с информацией? 9) Приведите примеры ситуаций, в которых информация

А) создается;

Д) копируется;

И) передается;

Б) обрабатывается;

Е) воспринимается;

К) разрушается;

В) запоминается;

Ж) измеряется;

Л) ищется;

Г) делится на части;

З) принимается;

М) упрощается.
    10) Приведите примеры обработки информации человеком. Что является результатами этой обработки? 11) Приведите примеры информации:

A. достоверной и недостоверной;

B. полной и неполной;

C. ценной и малоценной;

D. своевременной и несвоевременной;

E. понятной и непонятной;

F. доступной и недоступной для усвоения;

G. краткой и пространной.

    12) Назовите системы сбора и обработки информации в теле человека. 13) Приведите примеры технических устройств и систем, предназначенных для сбора и обработки информации. 3.2 Домашнее задание учащимся: Алексеев А. П. "Информатика". - Москва: Солон-Р, 2002. стр.7-11

Используемая литература

Информатика урок школа

    1. Алексеев А. П. "Информатика". - Москва: Солон-Р, 2002. 2. Симонович С. В., Евсеев Г. А., Алексеев А. Г. "Специальная информатика". Учебное пособие. - Москва: АСТ-ПРЕСС: Инфорком-Пресс, 2002 3. Шафрин Ю. "Информационные технологии". - Москва: Бином. Лаборатория знаний, 2001.

Похожие статьи




Основные понятия информатики

Предыдущая | Следующая