Учебник обобщает многолетний опыт работы профессорско-преподавательского состава кафедры информатики и математики Санкт-Петербургского государственного института культуры (СПбГИК), прошел успешную экспериментальную проверку при обучении студентов информационным дисциплинам. Содержание учебника соответствует требованиям Федеральных государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования к уровню подготовки бакалавров по направлениям, реализуемым в СПбГИК.
Электронный формат учебника позволяет повысить качество и эффективность самостоятельной работы студентов. Учебник может быть также использован в системах и учреждениях открытого и дополнительного образования.
Глава 1.Информация и информатикаИнформация, данные, свойства информацииИнформация (от лат. informatio разъяснение, изложение, осведомленность) одно из наиболее общих понятий науки, обозначающее некоторые сведения, совокупность каких-либо данных, знаний и т. п. В связи с широким распространением этого понятия трудно дать его однозначное определение. Существует много определений информации, отображающих разные точки зрения на нее.
Отметим, что понятие информации рассматривается всегда не само по себе, а в связи с представлением о так называемой коммуникации, когда нечто передается от источника к получателю.
Самое лаконичное определение выглядит так: «Информация сведения, передаваемые источником получателю».
Это определение легко запомнить, но на самом деле необходимо разобраться в значении всех терминов этого определения: что такое «сведения», «передача сведений», «источник», «получатель».
Прежде всего, укажем на двойственный характер понятия «информация».
Широко известно определение, данное в Большой Советской Энциклопедии (БСЭ):
«Информация, первоначально сведения, передаваемые людьми устным, письменным или другим способом (с помощью условных сигналов, технических средств и т.д.); с середины 20 века общенаучное понятие, включающее обмен сведениями между людьми, человеком и автоматом, автоматом и автоматом, обмен сигналами в животном и растительном мире, передачу признаков от клетки к клетке, от организма к организму».
В приведенном определении информация это то, что источник передает получателю.
Не менее известным является определение, данное в ГОСТ 7.099 «Информационно-библиотечная деятельность. Термины и определения»:
«Информация сведения, воспринимаемые человеком и (или) специальными устройствами как отражение фактов материального или духовного мира в процессе коммуникации».
В этом определении информация это то, что воспринимает получатель.
Указанные различия в определениях, двойственность подхода к понятию информации не случайны. Дело в том, что процесс информационной коммуникации содержит, как минимум, два этапа, два взаимодействия:
Этап 1 сведения от источника информации доходят до некоего материального объекта (носителя данных), преобразуются и фиксируются на нем в виде данных.
Этап 2 данные передаются получателю, который воспринимает содержащуюся в данных информацию.
Источник информации. В вышеприведенном определении из БСЭ в качестве источника информации упоминаются достаточно сложные системы: человек, животное, организм, автомат. Однако следует отметить, что роль источника могут играть любые объекты реального мира: камень, следы пожара, пейзаж за окном, пейзаж на картине художника, сам художник и т. п.
Сведения. По определению В. М. Глушкова «информация в самом общем ее понимании представляет собой меру неопределенности распределения материи и энергии в пространстве и во времени, меру изменений, которыми сопровождаются все протекающие в мире процессы». Эти процессы протекают как в материальном мире, так и в духовном мире, в мышлении людей.
А. Д. Урсул называет неоднородность распределения материи в пространстве и времени, неравномерность протекания процессов на всех уровнях движения и эволюции в мироздании разнообразием. С каждым объектом реального мира связано свое разнообразие, т.е. своя совокупность характеристик неоднородности распределения материи и неравномерности протекания процессов.
Например, камень может характеризоваться массой, Луна особенностями рельефа поверхности, результаты мыслительной деятельности человека неким «текстом» в мозгу.
Между объектами реального мира постоянно осуществляются различные взаимодействия. В ходе взаимодействия объектов А и В в зависимости от значений характеристик объекта А происходит изменение некоторых вещественно-энергетических характеристик объекта В. Эти изменения реализуются либо в виде изменения параметров динамических процессов, либо в виде изменения свойств физических объектов (характеристик их внутренней структуры).
Например, взаимодействие между Луной и фотоаппаратом заключается в том, что электромагнитное излучение (лучи Солнца), отражаясь от поверхности Луны, преобразуется в отраженные лучи, параметры которых зависят от того, от какого участка рельефа они отразились. В свою очередь, эти лучи, попав на Земле в объектив фотоаппарата, произведут изменения в характеристиках светочувствительного слоя пленки в этом аппарате. Взаимодействие между мозгом и бумагой: результаты мыслительной деятельности человека преобразуются в механические движения руки, создающие текст на бумаге специальным образом организованную совокупность черных и белых участков. Взаимодействие между бумагой и мозгом: лучи света по-разному отражаются от чистой поверхности бумаги и от букв текста, написанного на бумаге, попадают в глаз, воспринимаются его рецепторами, далее преобразуются в определенные нервные импульсы и поступают в мозг.
Изменения в характеристиках объекта В неким образом зависят от характеристик объекта А и тем самым отражают состояние разнообразия R
А
сведенияисточникинформацияПередача информации (сведений) с точки зрения теории отражения. Взаимодействие между объектами А и В и есть процесс передачи сведений: сведения о состоянии объекта А в результате взаимодействия отразились в изменении значений каких-то характеристик состояния объекта В.
Процесс передачи сведений от объекта А к объекту В, как правило, представляется как последовательность нескольких (элементарных) отражений, связанных с последовательностью физических взаимодействий физических процессов. Каждое физическое взаимодействие, как уже упоминалось, приводит к изменению либо параметров динамических процессов, либо свойств физических объектов. Разнообразие, характеризуемое значениями параметров динамических процессов, само динамично, постоянно меняется, преобразуется в разнообразие, связанное с последующими процессами взаимодействия. Результаты же изменения характеристик физических объектов статичны, они могут сохраняться во времени до тех пор, пока не будут изменены в процессе какого-нибудь другого взаимодействия.
Два физических объекта могут взаимодействовать друг с другом только посредством связывающего их динамического процесса. В этом случае взаимодействие объектов А и В состоит, как минимум, из двух взаимодействий: объекта А с динамическим процессом ψ и процесса ψ с объектом В. Параметры динамического процесса ψ отражают сведения об объекте А, а сведения о процессе ψ (а, значит, и об объекте А) фиксируются в значениях характеристик физического объекта В.