Информационные процессы в живой природе. Понятие информационного процесса. Информационные процессы в природе Информация информационные процессы в живой природе

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

Учреждение высшего профессионального образования

«ВЛАДИМИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(ВлГУ)

Кафедра Информатики и защиты информации.

Контрольная работа

по дисциплине «Информационные технологии в юридической деятельности».

Выполнила:

студентка 1 курса

группы ЗЮс-112

заочной формы обучения

Данилина

Елена Юрьевна.

Научный

руководитель:

доцент кафедры

информатики и

защиты информации

Александров А.В.

Владимир 2013г.

Тема 1.

Понятие информации. Информационные процессы. Информационные процессы в живой природе, обществе, технике.

Вопросы и задания к теме:

1. Привести примеры информации (в быту, технике, науке).

Под информацией в быту (житейский аспект) понимают сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, воспринимаемые человеком или специальными устройствами. Пример: телевидение и др. средства массовой иформации, различные инструкции по применению бытовой техники, книги, журналы, просто общение в разговоре.

2. Привести различные примеры обработки информации.

Обработка - это преобразование информации с изменением её содержания или формы представления .

Редактирование текста, математические вычисления, логические умозаключения - примеры процедур изменения содержания информации.

Упорядочивание информации, шифрование или перевод текстов на другой язык - изменение формы. Кодирование - тоже один из вариантов обработки.

Обработка информации может производиться формально, по правилам или заданному алгоритму. А может применяться эвристический подход , при котором создаётся новая система действий или открываются неизвестные ранее закономерности изучаемой информации.

Примеры	Входная информация	Выходная информация	Правило
Таблица умножения	Множители	Произведение	Правила арифметики
Определение времени полета рейса “Москва – Симферополь”	Время вылета из Москвы и время прилета в Симферополь	Время в пути	Математическая формула
Отгадывание слова в игре “Поле чудес”	Количество букв в слове и тема	Отгаданное слово	Формально не определено
Получение секретных сведений	Шифровка от резидента	Дешифрованный текст	Свое в каждом конкретном случае
Постановка диагноза болезни	Жалобы пациента + результаты анализов	Диагноз	Знания + опыт врача

Обработка информации по принципу “черного ящика” – процесс, в котором пользователю важна и необходима лишь входная и выходная информация, но правила, по которым происходит преобразование, его не интересуют и не принимаются во внимание.

“Черный ящик” – это система, в которой внешнему наблюдателю доступна лишь информация на входе и на выходе этой системы, а строение и внутренние процессы неизвестны.

3. Определить, какое из сообщений содержит для вас информацию:

а) Площадь Тихого океана составляет 179 млн. кв. м.

б) Москва – столица России.

в) Противопоказания к применению: генетическое отсутствие глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, тахиаритмия, коллаптоидные состояния.

Информацию содержат сообщения «а», «б». В варианте «а» содержится объективная информация, она не зависит от чьего-либо мнения, т.к. площадь Тихого океана – давно установленный факт. В варианте «б» содержится объективная, достоверная информация.

4. Дать следующим сообщениям оценки «важная», «полезная», «безразличная», «вредная», «достоверная», «ложная»:

а) Сейчас идет дождь.

Ложная информация, она не соответствует действительности;

б) Занятия кружка по информатике проводятся каждый вторник.

Полезная информация, т.к. её необходимо принять к сведению, чтобы не пропустить занятия.

Достоверная информация, т.к. подтверждена документально, исторически, является фактом.

г) Чтобы родители не узнали про двойку, надо вырвать страницу из дневника.

Это вредная информация, поскольку содержит в себе побуждение к отрицательному, неправильному поведению.

5. Привести примеры информационных процессов в растительном мире.

Сезонные изменения в растительном мире - результат информационного процесса. Температура воздуха и почвы, длина светового дня - сигналы внешней среды, значимые для выживания растения. Весной вырастают листья. Осенью они опадают – это сигналы, которые воспринимаются клетками живых организмов, как информация, которая обрабатывается и влияет на обменные физико-химические процессы, протекающие в живой клетке, - управляют ими. Передача идет в пределах собственных живых клеток (от корня к листьям и обратно).

6. Привести примеры информационных процессов в животном мире.

Организация живой природы, сообществ и популяций основана на постоянном обмене информацией, переработке информации, получаемой из неживой природы. Если одна из пчёл нашла богатое нектаром поле, то через некоторое время десятки членов пчелиной семьи устремляются в это место. Совершенно очевидно, что происходит передача информации, и это организует сообщество на конкретные согласованные действия.

7. Привести примеры информационных процессов в технике.

В неживой природе можно говорить об ин­формационных процессах применительно к технике, когда она реагирует на некото­рые действия человека.
С такими процессами мы сталкивае­мся, когда дети играют с управляемым игру­шечным автомобилем или кораблем. С пе­редающего устройства посылается сигнал «поворот направо», и автомобиль послушно выполняет его.

В конце XX века были созданы роботы - автоматические ме­ханизмы, управляемые компьютерами. Их используют на пред­приятиях для выполнения монотонных или опасных операций. Они применяются для работ в космосе, где человек не может само­стоятельно работать. Эти роботы получают информацию о со­стоянии космического корабля и устраняют неполадки.
Например, для исследования поверхности Венеры в 1990 году был запущен специальный космический корабль - «Магеллан», который с помощью радара исследовал планету. Данные радио­метрии и высотометрии, полученные роботом, передавались на Землю, с их помощью были проведены интересные исследования.
10 апреля 2001 года в США запущен автоматический робот «Lander 2001» для изучения поверхности Марса. Робот оснащен специальным оборудованием: видеокамерами для съемки ланд­шафта, приборами для изучения климата.
Каждый день мы сталкиваемся с примерами использования информационных процессов в технике: с помощью пульта дис­танционного управления вы осуществляете выбор телевизионной программы, изменяем уровень громкости телевизора, режим работы видеомагнитофона, с помощью переключателей или пле­ночной клавиатуры вы устанав­ливаем режим работы СВЧ-печи, автоматической стиральной ма­шины, сотового телефона. Поль­зуясь метрополитеном, мы опус­каем в автомат турникета жетон, который проверяется на соответ­ствие. Информация о проверке поступает на специальное устрой­ство, которое открывает турни­кет.

8. Привести примеры информационных процессов в обществе.

Пример: телефон, письмо, телевидение, интернет (в основном социальные сети) – межличностный обмен информацией.

9. Приведите примеры ситуаций, в которых информация:

а) создаётся; научно-исследовательская деятельность, литературное творчество.	д) копируется; перепись данных различных документов, ксерокопирование, выученное и рассказанное стихотворение.	и) передаётся; разговор, общение, письма, инструкции, преподавательская деятельность, СМИ.
б) обрабатывается; составление конспектов, перепись населения, рассмотрение резюме при приеме на работу.	е) воспринимается; обучение, прослушивание.	к)разрушается; вирус в компьютере.
в) запоминается; процесс обучения, памятные даты, изучение инструкций применения.	ж)измеряется; количество страниц в книге, объём памяти любого запоминающего устройства.	л) ищется; поход в библиотеку, рецепты приготовления.
г)делится на части; составление расписаний,	з) принимается; сообщения, сведения.	м) упрощается; пояснения явлений ребенку.

10. Заполнить таблицу:

Первая информационная революция	Связана с появлением письменности. Появилась возможность распространения знаний и сохранение их для следующих поколений.
Вторая информационная революция (середина XVI века)	Связана с изобретением книгопечатания,которое радикально изменило индустриальное общество, культуру, организацию деятельности.
Третья информационная революция (конец XIX века)	Связана с изобретением электричества, благодаря которому появились телеграф, телефон, радио, позволяющие оперативно передавать и накапливать информацию в любом объеме.
Четвертая информационная революция (70-е годы XX века)	Связана с изобретением микропроцессорной технологии и появлением персонального компьютера. На микропроцессорах и интегральных схемах создаются компьютеры, компьютерные сети, системы передачи данных (информационные коммуникации). Этот период характеризуют три фундаментальные инновации: переход от механических и электрических средств преобразования информации к электронным; миниатюризация всех узлов, устройств, приборов, машин; создание программно-управляемых устройств и процессов.

В живой природе распространены гораздо больше, чем это может показаться на первый взгляд. С ними связано опадение листвы осенью, прорастание цветов весной и другие привычные явления. Способность хранить, передавать и получать информацию — одна из особенностей живой материи. Без нее невозможен нормальный обмен веществ, приспособление к условиям окружающей среды, обучение и так далее. Информационные процессы в неживой природе также существуют, но отличаются несколькими особенностями и в первую очередь выступают в качестве меры упорядоченности системы.

Вездесущая информация

Что такое информация? На сегодняшний день существует несколько вариантов определения этого термина. Каждая наука, имеющая дело с информацией (к таким относятся все разделы знания), использует свое понимание. Общее определение вывести довольно сложно. Интуитивно каждый человек понимает под информацией некие сведения и знания об окружающем мире. В математических науках к ним добавляются данные, полученные путем умозаключений и после решения определенных задач. В физике информация — это мера упорядоченности системы, она противоположна энтропии и свойственна любым материальным объектам. В философии она определяется как нематериальная форма движения.

Свойства

Согласно большинству формулировок, информация снижает неопределенность, предоставляя сведения об окружающем мире и способствуя приведению системы в одно из множества состояний. Это легко понять, проанализировав процесс принятия решения. Человек часто не может сделать выбор между несколькими вариантами поведения, пока не получит дополнительных сведений о ситуации. Для того чтобы информация привела к правильному решению, она должна обладать набором характеристик, это такие как:

• понятность;
• полезность;
• полнота;
• объективность;
• достоверность;
• актуальность.

Понятие информационного процесса

Все многообразные действия, которое можно совершать с информацией, называются информационными процессами. К ним можно отнести получение и поиск, передачу и копирование, упорядочивание и фильтрование, защиту и архивирование.

Информационные процессы в живой природе встречаются буквально на каждом шагу. Любой организм, одноклеточный или многоклеточный, постоянно получает сведения об окружающей среде, которые приводят к разным изменениям в поведении или внутренней среде. Без сбора, обработки и хранения информации трудно представить себе жизнедеятельность какого-либо существа. Самый простой пример — человеческое мышление. По своей сути, оно представляет собой не что иное, как процесс постоянной обработки информации об окружающей среде, состоянии тела, а также сведений, хранящихся в памяти, и так далее.

Информационная система

Все в природе протекают в рамках определенной системы. В нее входит три составляющие:

• передатчик (источник);
• приемник (получатель);
• канал связи.

Передатчиком может быть любой организм или окружающая среда. Например, сужение или расширение зрачка происходит под действием света. Источником информации в таком процессе служит пространство вокруг человека или животного. Получателем в этом случае будет сетчатка глаза.

Называется среда, обеспечивающая доставку информации. В этом качестве может выступать звуковая или зрительная волна, а также колебательные движения среды другой природы.

Основные информационные процессы

Всю совокупность действий, которые можно совершать с информацией, объединяют в несколько категорий:

• передача;
• хранение;
• сбор;
• обработка.

Компьютер — великолепный пример протекания информационных процессов. Он получает данные и, обрабатывая их, выдает нужные сведения или изменяет работу системы, ищет нужные факты согласно заданным критериям, служит то источником, то приемником информации. Прообразом компьютера является человеческий мозг. Он тоже постоянно взаимодействует с информационным потоком, однако процессы, протекающие в его глубинах, многократно превышают по сложности те, что свойственны машине.

Некоторые нюансы передачи информации

Как уже было сказано выше, информационные процессы в живой природе протекают в системе, состоящей из источника, канала и приемника. В процессе передачи данные в виде набора сигналов по каналу попадают к получателю. При этом физический смысл сигналов часто не идентичен смыслу сообщения. Для правильной интерпретации информации используется согласованный свод правил и договоренностей. Они необходимы для одинакового понимания содержания сообщения на всех этапах работы с ним. К числу таких правил можно отнести расшифровку и других аналогичных систем, правила прочтения дорожных знаков, алфавиты и так далее.

На примере любого языка легко заметить, что смысл информации завит не только от характеристик сигналов, но и от их расположения. При этом смысл одного и того же переданного сообщения каждый раз может несколько видоизменяться в зависимости от особенностей получателя. Если сведения передаются человеку, их интерпретация определяется разными факторами, от его жизненного опыта до физиологического состояния. Кроме того, одно и то же сообщение может быть передано разными способами, с использованием различных алфавитов, языковых систем или каналов связи. Так, акцентировать внимание на чем-то можно при помощи надписи «Внимание!», использования красного цвета или нескольких восклицательных знаков.

Шум

Исследование информационных процессов включает в себя и изучение такого понятия, как шум. Считается, что если сообщение не несет полезных сведений, то оно несет шум. Так может определяться не только абсолютно бесполезная с практической точки зрения информация, но и сообщения, состоящие из сигналов, которые получатель не в состоянии интерпретировать. Шумом можно назвать и данные, потерявшие актуальность. То есть любая информация со временем или в силу разных обстоятельств может превратиться в шум. Не менее вероятным является и обратный процесс. Например, текст на исландском языке будет бесполезен для не знакомого с ним человека и обретает смысл в случае появления переводчика или словаря.

Человек и общество

Информационные процессы в обществе принципиально не отличаются от таковых на других уровнях организации. Хранение, передача и обработка сведений в обществе осуществляется посредством специальных социальных институтов и механизмов. Одна из функций общества — трансляция знаний. Обеспечивается она передачей информации от поколения к поколению. В некотором смысле этот процесс аналогичен копированию наследственного материала.

Информационные процессы в обществе обеспечивают его сплоченность. Отсутствие передачи накопленных знаний, в том числе о нормах и законах, приводит к разделению единого формирования на индивидов, действующих только исходя из биологически заложенных предпосылок.

Хранение и обработка

В обществе, как и в отдельном организме, трудно представить передачу информации без ее хранения. Базы данных, библиотеки, архивы и музеи содержат огромное количество сведений. Часто, прежде чем передать их ученикам, преподаватели занимаются обработкой информации. Они классифицируют, фильтруют данные, выбирают отдельные факты согласно программе обучения и так далее.

История знает несколько кардинальных изменений, связанных с обработкой информации и приведших ко все большему накоплению знаний. К таким можно отнести изобретение письменности, книгопечатания, компьютера, открытие электричества. Изобретение ЭВМ стало логичным следствием накопления знаний. Компьютер способен вмещать и обрабатывать огромные массивы информации, сохранять их и передавать без потерь.

Явления живой природы: примеры информационных процессов

Информацию, поступающую из окружающей среды, способны воспринимать не только люди. Животные и растения, отдельные клетки и микроорганизмы улавливают сигналы и реагируют на них тем или иным способом. Опадение листвы осенью и рост побегов весной, принятие определенной позы собакой при приближении соперника, выделение нужных веществ в цитоплазму амебы... Все эти явления живой природы — примеры изменений в системе после поступления информации.

В случае растений источником сведений становится окружающая среда. Передача информации осуществляется также между клетками тканей. Для животного мира характерен обмен сведениями и от особи к особи.

Один из ключевых моментов в живой природе — передача наследственной информации. В этом процессе можно вычленить источник (ДНК и РНК), алфавит с набором правил его прочтения (генетический код: аденин, тимин, гуанин, цитозин), этап обработки информации (транскрипция ДНК) и так далее.

Кибернетика

Тема «Информационные процессы» - одна из ведущих в кибернетике. Это наука об управлении и связи в обществе, живой природе и технике. Основоположником кибернетики считается Норберт Винер. Исследование информационных процессов в этой науке необходимо для понимания особенностей управления той или иной системой. В кибернетике выделяют управляющий и управляемый объект. Они сообщаются посредством прямой и обратной связи. От управляющего объекта (например, человека) поступают сигналы (информация) к управляемому (компьютер), в результате чего последний производит какие-то действия. Затем по каналу обратной связи к управляющему поступает информация о произошедших изменениях.

Кибернетические процессы связаны с жизнедеятельностью любого живого организма. Принципы управления лежат и в основе общественных, а также компьютерных систем. Собственно концепция кибернетики родилась в процессе поиска общего подхода к анализу деятельности живых организмов и различных автоматов и осознания схожести поведения социума и природных сообществ.

Таким образом, информационные процессы в живой природе — одна из характеристик организмов любого уровня сложности. Они дополняются принципами прямой и обратной связи и способствуют поддержанию постоянства внутренней среды и своевременную реакцию на изменения в окружающем мире. Информационные процессы в неживой природе (за исключением автоматов, созданных человеком) протекают одноступенчато. Важное, не отмеченное выше их отличие, — сведения, переданные из источника, из него исчезают. В живой природе и автоматах такого явления не наблюдается. В подавляющем большинстве случаев переданная информация по-прежнему сохраняется в источнике.

Понятие информационного процесса используется различными науками. Его можно назвать междисциплинарным. Теория информации на сегодняшний день применима для объяснения самых разных процессов.

5 апреля 2016

Информационные процессы в живой природе распространены гораздо больше, чем это может показаться на первый взгляд. С ними связано опадение листвы осенью, прорастание цветов весной и другие привычные явления. Способность хранить, передавать и получать информацию — одна из особенностей живой материи. Без нее невозможен нормальный обмен веществ, приспособление к условиям окружающей среды, обучение и так далее. Информационные процессы в неживой природе также существуют, но отличаются несколькими особенностями и в первую очередь выступают в качестве меры упорядоченности системы.

Вездесущая информация

Что такое информация? На сегодняшний день существует несколько вариантов определения этого термина. Каждая наука, имеющая дело с информацией (к таким относятся все разделы знания), использует свое понимание. Общее определение вывести довольно сложно. Интуитивно каждый человек понимает под информацией некие сведения и знания об окружающем мире. В математических науках к ним добавляются данные, полученные путем умозаключений и после решения определенных задач. В физике информация — это мера упорядоченности системы, она противоположна энтропии и свойственна любым материальным объектам. В философии она определяется как нематериальная форма движения.

Свойства

Согласно большинству формулировок, информация снижает неопределенность, предоставляя сведения об окружающем мире и способствуя приведению системы в одно из множества состояний. Это легко понять, проанализировав процесс принятия решения. Человек часто не может сделать выбор между несколькими вариантами поведения, пока не получит дополнительных сведений о ситуации. Для того чтобы информация привела к правильному решению, она должна обладать набором характеристик, это такие как:

• понятность;
• полезность;
• полнота;
• объективность;
• достоверность;
• актуальность.

Понятие информационного процесса

Все многообразные действия, которое можно совершать с информацией, называются информационными процессами. К ним можно отнести получение и поиск, передачу и копирование, упорядочивание и фильтрование, защиту и архивирование.

Информационные процессы в живой природе встречаются буквально на каждом шагу. Любой организм, одноклеточный или многоклеточный, постоянно получает сведения об окружающей среде, которые приводят к разным изменениям в поведении или внутренней среде. Без сбора, обработки и хранения информации трудно представить себе жизнедеятельность какого-либо существа. Самый простой пример — человеческое мышление. По своей сути, оно представляет собой не что иное, как процесс постоянной обработки информации об окружающей среде, состоянии тела, а также сведений, хранящихся в памяти, и так далее.

Информационная система

Все примеры информационных процессов в природе протекают в рамках определенной системы. В нее входит три составляющие:

• передатчик (источник);
• приемник (получатель);
• канал связи.

Передатчиком может быть любой организм или окружающая среда. Например, сужение или расширение зрачка происходит под действием света. Источником информации в таком процессе служит пространство вокруг человека или животного. Получателем в этом случае будет сетчатка глаза.

Каналом связи называется среда, обеспечивающая доставку информации. В этом качестве может выступать звуковая или зрительная волна, а также колебательные движения среды другой природы.

Основные информационные процессы

Всю совокупность действий, которые можно совершать с информацией, объединяют в несколько категорий:

• передача;
• хранение;
• сбор;
• обработка.

Компьютер — великолепный пример протекания информационных процессов. Он получает данные и, обрабатывая их, выдает нужные сведения или изменяет работу системы, ищет нужные факты согласно заданным критериям, служит то источником, то приемником информации. Прообразом компьютера является человеческий мозг. Он тоже постоянно взаимодействует с информационным потоком, однако процессы, протекающие в его глубинах, многократно превышают по сложности те, что свойственны машине.

Некоторые нюансы передачи информации

Как уже было сказано выше, информационные процессы в живой природе протекают в системе, состоящей из источника, канала и приемника. В процессе передачи данные в виде набора сигналов по каналу попадают к получателю. При этом физический смысл сигналов часто не идентичен смыслу сообщения. Для правильной интерпретации информации используется согласованный свод правил и договоренностей. Они необходимы для одинакового понимания содержания сообщения на всех этапах работы с ним. К числу таких правил можно отнести расшифровку азбуки Морзе и других аналогичных систем, правила прочтения дорожных знаков, алфавиты и так далее.

На примере любого языка легко заметить, что смысл информации завит не только от характеристик сигналов, но и от их расположения. При этом смысл одного и того же переданного сообщения каждый раз может несколько видоизменяться в зависимости от особенностей получателя. Если сведения передаются человеку, их интерпретация определяется разными факторами, от его жизненного опыта до физиологического состояния. Кроме того, одно и то же сообщение может быть передано разными способами, с использованием различных алфавитов, языковых систем или каналов связи. Так, акцентировать внимание на чем-то можно при помощи надписи «Внимание!», использования красного цвета или нескольких восклицательных знаков.

Шум

Исследование информационных процессов включает в себя и изучение такого понятия, как шум. Считается, что если сообщение не несет полезных сведений, то оно несет шум. Так может определяться не только абсолютно бесполезная с практической точки зрения информация, но и сообщения, состоящие из сигналов, которые получатель не в состоянии интерпретировать. Шумом можно назвать и данные, потерявшие актуальность. То есть любая информация со временем или в силу разных обстоятельств может превратиться в шум. Не менее вероятным является и обратный процесс. Например, текст на исландском языке будет бесполезен для не знакомого с ним человека и обретает смысл в случае появления переводчика или словаря.

Человек и общество

Информационные процессы в обществе принципиально не отличаются от таковых на других уровнях организации. Хранение, передача и обработка сведений в обществе осуществляется посредством специальных социальных институтов и механизмов. Одна из функций общества — трансляция знаний. Обеспечивается она передачей информации от поколения к поколению. В некотором смысле этот процесс аналогичен копированию наследственного материала.

Информационные процессы в обществе обеспечивают его сплоченность. Отсутствие передачи накопленных знаний, в том числе о нормах и законах, приводит к разделению единого формирования на индивидов, действующих только исходя из биологически заложенных предпосылок.

Хранение и обработка

В обществе, как и в отдельном организме, трудно представить передачу информации без ее хранения. Базы данных, библиотеки, архивы и музеи содержат огромное количество сведений. Часто, прежде чем передать их ученикам, преподаватели занимаются обработкой информации. Они классифицируют, фильтруют данные, выбирают отдельные факты согласно программе обучения и так далее.

История знает несколько кардинальных изменений, связанных с обработкой информации и приведших ко все большему накоплению знаний. К таким информационным революциям можно отнести изобретение письменности, книгопечатания, компьютера, открытие электричества. Изобретение ЭВМ стало логичным следствием накопления знаний. Компьютер способен вмещать и обрабатывать огромные массивы информации, сохранять их и передавать без потерь.

Явления живой природы: примеры информационных процессов

Информацию, поступающую из окружающей среды, способны воспринимать не только люди. Животные и растения, отдельные клетки и микроорганизмы улавливают сигналы и реагируют на них тем или иным способом. Опадение листвы осенью и рост побегов весной, принятие определенной позы собакой при приближении соперника, выделение нужных веществ в цитоплазму амебы... Все эти явления живой природы — примеры изменений в системе после поступления информации.

В случае растений источником сведений становится окружающая среда. Передача информации осуществляется также между клетками тканей. Для животного мира характерен обмен сведениями и от особи к особи.

Один из ключевых моментов в живой природе — передача наследственной информации. В этом процессе можно вычленить источник (ДНК и РНК), алфавит с набором правил его прочтения (генетический код: аденин, тимин, гуанин, цитозин), этап обработки информации (транскрипция ДНК) и так далее.

Кибернетика

Тема «Информационные процессы» - одна из ведущих в кибернетике. Это наука об управлении и связи в обществе, живой природе и технике. Основоположником кибернетики считается Норберт Винер. Исследование информационных процессов в этой науке необходимо для понимания особенностей управления той или иной системой. В кибернетике выделяют управляющий и управляемый объект. Они сообщаются посредством прямой и обратной связи. От управляющего объекта (например, человека) поступают сигналы (информация) к управляемому (компьютер), в результате чего последний производит какие-то действия. Затем по каналу обратной связи к управляющему поступает информация о произошедших изменениях.

Кибернетические процессы связаны с жизнедеятельностью любого живого организма. Принципы управления лежат и в основе общественных, а также компьютерных систем. Собственно концепция кибернетики родилась в процессе поиска общего подхода к анализу деятельности живых организмов и различных автоматов и осознания схожести поведения социума и природных сообществ.

Таким образом, информационные процессы в живой природе — одна из характеристик организмов любого уровня сложности. Они дополняются принципами прямой и обратной связи и способствуют поддержанию постоянства внутренней среды и своевременную реакцию на изменения в окружающем мире. Информационные процессы в неживой природе (за исключением автоматов, созданных человеком) протекают одноступенчато. Важное, не отмеченное выше их отличие, — сведения, переданные из источника, из него исчезают. В живой природе и автоматах такого явления не наблюдается. В подавляющем большинстве случаев переданная информация по-прежнему сохраняется в источнике.

Понятие информационного процесса используется различными науками. Его можно назвать междисциплинарным. Теория информации на сегодняшний день применима для объяснения самых разных процессов.

>>Информатика: Введение. Информация и информационные процессы

Введение. Информация и информационные процессы.

Информация в неживой природе.

В физике, которая изучает неживую природу, информация является мерой упорядоченности системы по шкале «хаос порядок». Один из основных законов классической физики утверждает, что замкнутые системы, в которых отсутствует обмен веществом и энергией с окружающей средой, стремятся с течением времени перейти из менее вероятного упорядоченного состояния в наиболее вероятное хаотическое состояние. В соответствии с такой точкой зрения физики в конце XIX века предсказывали, что нашу Вселенную ждет «тепловая смерть», т. е. молекулы и атомы равномерно распределятся в пространстве и какие-либо изменения и развитие прекратятся. Однако современная наука установила, что некоторые законы классической физики, справедливые для макротел, нельзя применять для микро- и мегамира. Согласно современным научным представлениям, наша Вселенная является динамически развивающейся системой, в которой постоянно происходят процессы усложнения структуры. Таким образом, с одной стороны, в неживой природе в замкнутых системах идут процессы в направлении от порядка к хаосу (в них уменьшается). С другой стороны, в процессе эволюции Вселенной в микро- и мегамире возникают объекты со все более сложной структурой и, следовательно, информация, являющаяся мерой упорядоченности элементов системы, возрастает.

Информация в живой природе.

Живые системы в процессе развития способны повышать сложность своей структуры, т. е. увеличивать информацию, понимаемую как меру упорядоченности элементов системы. Так, растения в процессе фотосинтеза потребляют энергию солнечного излучения и строят сложные органические молекулы из «простых» неорганических молекул. Животные подхватывают эстафету увеличения сложности живых систем, поедают растения и используют растительные органические молекулы в качестве строительного материала при создании еще более сложных молекул. Биологи образно говорят, что «живое питается информацией», создавая, накапливая и активно используя информацию. Целесообразное поведение живых организмов и выживание популяций животных во многом строятся на основе получения информационных сигналов. Информационные сигналы могут иметь различную физическую или химическую природу: звук, свет, запах и другие.

Генетическая информация представляет собой набор генов, каждый из которых «отвечает» за определенные особенности строения и функционирования организма. При этом «дети» не являются точными копиями своих родителей, так как каждый организм обладает уникальным набором генов, которые определяют различия в строении и функциональных возможностях.

Человек и информация.

Человек существует в «море» информации, он постоянно получает информацию из окружающего мира с помощью органов чувств, хранит ее в своей памяти, анализирует с помощью мышления и обменивается информацией с другими людьми. Человек не может жить вне общества. В процессе общения с другими людьми он передает и получает информацию в форме сообщений. На заре человеческой истории для передачи информации сначала использовался язык жестов, а затем появилась устная речь. В настоящее время обмен сообщениями между людьми производится с помощью сотен естественных языков (русского, английского и пр.). Для того чтобы человек мог правильно ориентироваться в окружающем мире, информация должна быть полной и точной. Задача получения полной и точной информации о природе, обществе и технике стоит перед наукой. Процесс систематического научного познания окружающего мира, в котором информация рассматривается как знания, начался с середины XV века после изобретения книгопечатания.

Информационные процессы в технике.

Функционирование систем управления техническими устройствами связано с процессами приема, хранения , обработки и передачи информации. Системы управления встроены практически во всю современную бытовую технику, станки с числовым программным управлением, транспортные средства и т. д. Системы управления могут обеспечивать функционирование технической системы по заданной программе . Например, системы программного управления обеспечивают выбор режимов стирки в стиральной машине, записи в видеомагнитофоне, обработки детали на станке с программным управлением. В некоторых случаях главную роль в процессе управления выполняет человек, в других управление осуществляет встроенный в техническое устройство микропроцессор или подключенный компьютер . В современном информационном обществе главным ресурсом является информация, использование которой базируется на информационных и коммуникационных технологиях. Информационные и коммуникационные технологии являются совокупностью методов, устройств и производственных процессов, используемых обществом для сбора, хранения, обработки и распространения информации.

Количество информации как мера уменьшения неопределенности знаний.

Процесс познания окружающего мира приводит к накоплению информации в форме знаний (фактов, научных теорий и т. д.). Получение новой информации приводит к расширению знания или, как иногда говорят, к уменьшению неопределенности знаний. Если некоторое сообщение приводит к уменьшению неопределенности нашего знания, то можно говорить, что такое сообщение содержит информацию. Чем более неопределенна первоначальная ситуация (возможно большее количество информационных сообщений), тем больше мы получим новой информации при получении информационного сообщения (в большее количество раз уменьшится неопределенность знания). Рассмотренный выше подход к информации как мере уменьшения неопределенности знания позволяет количественно измерять информацию.

Существует формула, которая связывает между собой количество возможных информационных сообщений N и количество информации I, которое несет полученное сообщение:

Для количественного выражения любой величины необходимо сначала определить единицу измерения. Минимальной единицей измерения количества информации является бит, а следующей по величине единицей - байт, причем 1 байт = 8 битов = 23 битов. В информатике система образования кратных единиц измерения количества информации использует коэффициент 2n . Кратные байту единицы измерения количества информации вводятся следующим образом: 1 Кбайт = 210 байт = 1024 байт; 1 Мбайт = 210 Кбайт = 1024 Кбайт; 1 Гбайт = 210 Мбайт = 1024 Мбайт.

Алфавитный подход к определению количества информации.

При алфавитном подходе к определению количества информации мы отвлекаемся от содержания информации и рассматриваем информационное сообщение как последовательность знаков определенной знаковой системы. Формула связывает между собой количество возможных информационных сообщений N и количество информации I, которое несет полученное сообщение.

Тогда в рассматриваемой ситуации N это количество знаков в алфавите знаковой системы, а I - количество информации, которое несет каждый знак:

С помощью этой формулы можно, например, определить количество информации, которое несет знак в двоичной знаковой системе: Таким образом, в двоичной знаковой системе знак несет 1 бит информации. Интересно, что сама единица измерения количества информации бит (bit) получила свое название от английского словосочетания Binary digit т. е. двоичная цифра. Чем большее количество знаков содержит алфавит знаковой системы, тем большее количество информации несет один знак.

Информатика и ИКТ: Учебник для 10 кл. Н.Д. Угринович

Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения

Есть ли информация в неживой природе, если не брать во внимание разнообразную технику, созданную человеком? Ответ на этот вопрос зависит от определения самого понятия. Значение термина «информация» на протяжении истории человечества неоднократно дополнялось. На определение оказывало влияние на развитие научной мысли, прогресс технологий и накопленный веками опыт. Информация в неживой природе возможна, если рассматривать это явление с точки зрения общей терминологии.

Один из вариантов определения понятия

Информация в узком смысле — это сообщение, переданное в виде того или иного сигнала от человека к человеку, от человека к автомату или от автомата к автомату, а также в растительном и животном мире от особи к особи. При таком подходе ее существование возможно только в живой природе или в социотехнических системах. К ним в том числе можно отнести такие примеры информации в неживой природе в археологии, как наскальные рисунки, глиняные таблички и так далее. Носитель сведений в этом случае — предмет, явно не относящийся к живой материи или к технике, однако без помощи того же человека данные не были бы зафиксированы и сохранены.

Субъективный подход

Существует еще один способ субъективна по природе и возникает лишь в сознании человека, когда он наделяет окружающие его предметы, события и так далее неким смыслом. Эта идея имеет интересные логические следствия. Получается, если нет людей — нет и сведений, нигде, в том числе отсутствует и информация в неживой природе. Информатика в таком варианте определения становится наукой о субъективном, но не реальном мире. Впрочем, не будем глубоко зарываться в эту тему.

Общее определение

В философии информация определяется как нематериальная форма движения. Она присуща любому объекту, поскольку он обладает неким смыслом. Недалеко от этого определения уходит и физическое понимание термина.

Одно из основных понятий в научной картине мира — энергия. Ею обмениваются все материальные объекты, причем постоянно. Изменение первоначального состояния у одного из них вызывает изменения в другом. В физике подобный процесс рассматривается как передача сигнала. Сигнал, по сути, тоже сообщение, переданное одним предметом и полученное другим. Это и есть информация. Согласно подобному определению, ответ на заданный в начале статьи вопрос однозначно положительный. Информация в неживой природе — это разнообразные сигналы, передающиеся от одних объектов к другим.

Второй закон термодинамики

Более короткое и точное определение: информация — это мера упорядоченности системы. Тут стоит вспомнить один из Согласно второму началу термодинамики, замкнутые системы (это такие, которые не взаимодействуют никак с окружающей средой) всегда переходят из упорядоченного состояния в хаотичное.

Для примера проведем мысленный эксперимент: поместим в одной половине замкнутого сосуда газ. Через некоторое время он заполнит весь предоставленный объем, то есть перестанет быть упорядоченным в той мере, в какой был. При этом информация в системе уменьшится, поскольку она является мерой упорядоченности.

Информация и энтропия

Стоит отметить, что в современном понимании Вселенная не является замкнутой системой. Для нее характерны процессы усложнения структуры, сопровождающиеся повышением упорядоченности, а значит, и количества информации. Согласно теории Большого взрыва, так было с момента образования Вселенной. Первыми появились элементарные частицы, затем молекулы и более крупные соединения. Позже начали формироваться звезды. Все эти процессы характеризуются упорядочиванием структурных элементов.

С этими нюансами тесно связано прогнозирование будущего Вселенной. Согласно второму закону термодинамики, ее ожидает тепловая смерть в результате возрастания энтропии, величины, противоположной информации. Ее можно определить как меру неупорядоченности системы. гласит, что в замкнутых системах энтропия всегда растет. Однако современные знания не могут дать точного ответа на вопрос, насколько он применим ко всей Вселенной.

Особенности информационных процессов в неживой природе в замкнутой системе

Все примеры информации в неживой природе объединены общими особенностями. Это одноступенчатость процессов, отсутствие цели, потеря количества в источнике при возрастании в приемнике. Рассмотрим названные свойства подробнее.

Информация в неживой природе представляет собой меру свободой энергии. Другими словами, она характеризует способность системы совершить работу. При отсутствии внешнего воздействия каждый раз при совершении химической, электромагнитной, механической или другой работы происходит необратимая потеря свободной энергии, а вместе с ней и информации.

Особенности информационных процессов в неживой природе в открытой системе

При внешнем воздействии некая система может получить информацию или ее часть, потерянную другой системой. При этом в первой появится количество свободной энергии, достаточное, чтобы совершить работу. Хороший пример — намагничивание так называемых ферромагнетиков (веществ, способных при определенных условиях быть намагниченными при отсутствии внешнего магнитного поля). Они приобретают подобное свойства в результате удара молнии или же в присутствии других магнитов. Намагничивание при этом становится физическим выражением приобретения системой некоторого количества информации. Работу в данном примере будет осуществлять магнитное поле. в этом случае одноступенчатые и не имеют цели. Последнее свойство больше других отличает их от аналогичных явлений в живой природе. Отдельные фрагменты, например, процесса намагничивания не преследуют никаких глобальных целей. В случае живой материи такая цель есть — это синтез биохимического продукта, передача наследственного материала и так далее.

Закон невозрастания информации

Еще одна особенность в неживой природе заключается в том, что возрастание информации в приемнике всегда сопряжено с потерей ее в источнике. То есть в системе без внешнего воздействия количество информации никогда не увеличивается. Это положение является следствием закона неубывания энтропии.

Нужно отметить, что некоторые ученые рассматривают информацию и энтропию как тождественные понятия с обратным знаком. Первая представляет собой меру упорядоченности системы, а вторая — хаотичности. С такой точки зрения, информация становится отрицательной энтропией. Однако подобного мнения придерживаются далеко не все исследователи проблемы. Кроме того, следует отличать энтропию термодинамическую и информационную. Они являются частью разных научных знаний (физики и теории информации соответственно).

Информация в микромире

Изучает тему «Информация в неживой природе» 8 класс школы. Ученики к этому моменту еще мало знакомы с квантовой теорией в физике. Однако уже знают, что материальные объекты можно разделить на макро- и микромир. Последний представляет собой такой уровень материи, где существуют электроны, протоны, нейтроны и другие частицы. Здесь законы классической физики чаще всего неприменимы. Между тем информация существует и в микромире.

Не будем углубляться в квантовую теорию, но отметить несколько моментов все же стоит. В микромире как таковой энтропии не существует. Однако и на этом уровне при взаимодействии частиц происходят потери свободной энергии, той самой, которая необходима для совершения работы любой системой и мерой которой является информация. Если уменьшается свободная энергия, уменьшается и информация. То есть в микромире закон невозрастания информации также соблюдается.

Живая и неживая природа

Любые примеры информации в по информатике изучаемые в восьмом классе и не имеющее отношение к технике, объединены отсутствием цели, для достижения которой информация хранится, перерабатывается и передается. Для живой материи все иначе. В случае живых организмов существует основная цель и промежуточные. В итоге весь процесс получения, обработки, передачи и хранения информации необходим для передачи наследственного материала потомкам. Промежуточными целями является его сохранение при помощи самых разных биохимических и поведенческих реакций, к которым можно отнести, например, поддержание гомеостаза и ориентационное поведение.

Примеры информации в неживой природе говорят об отсутствии подобных свойств. Гомеостаз, кстати, минимизирует последствия закона невозрастания информации, который приводит к разрушению объекта. Наличие или отсутствие описанных целей — одно из главных отличий живой и неживой природы.

Итак, можно найти массу примеров на тему «информация в неживой природе»: картинки на стенах древних пещер, работа компьютера, рост кристаллов горного хрусталя и так далее. Однако, если не брать во внимание сведения, созданные человеком (различные изображения и тому подобное) и технику, объекты неживой природы сильно отличаются по свойствам информационных процессов, протекающих в них. Перечислим их еще раз: одноступенчатость, необратимость, отсутствие цели, неизбежная потеря информации в источнике при передаче ее приемнику. Информация в неживой природе определяется как мера упорядоченности системы. В замкнутой системе при отсутствии внешнего воздействия того или иного рода соблюдается закон невозрастания информации.