Теория:
Информационные процессы — это процессы, которые связаны с поиском, хранением, обработкой, передачей и использованием информации.
К основным информационным процессам относятся:
- поиск;
- сбор и хранение;
- обработка;
- передача.
1. Поиск информации может быть осуществлён с помощью различных методов: наблюдения, общения с экспертами по интересующей предметной области, чтения определённой литературы, просмотра видео и других.
2. Сбор и хранение информации. Хранить информацию можно на аналоговых (бумаге, холсте, ткани) и цифровых носителях (CD, DVD, флешке, в памяти компьютера).
В природе: ДНК хранит генетическую информацию.
В технике: жёсткий диск компьютера, флешка, «облако».
В обществе: библиотеки, архивы, наша память.
3. Обработка информации — её преобразование из одного вида в другой, осуществляется при помощи специальных правил.
Пример:
Запись голоса на диктофон — звуковая информация преобразовалась в цифровую в виде кода.
4. Передача информации — двусторонний процесс, поскольку есть источник и приёмник информации, а также канал связи. Каналом связи может быть набор технических устройств, который обеспечивает передачу сигнала от источника к приёмнику.
Пример:
Учитель (источник) объясняет тему ученику (приёмник). Шум за окном — помеха.
Процесс передачи информации
Любая информация передаётся сигналами, из которых состоит информационное сообщение. При передаче информации могут возникнуть помехи, из-за которых информация искажается. Чтобы информация сохранялась без помех, нужны устойчивые каналы связи.
Возможность несанкционированного доступа к информации привела к необходимости её кодирования и шифрования.
Шифр — это засекреченный код, с помощью которого преобразовывают информацию для её защиты. Существует отдельная наука, занимающаяся использованием и разработкой шифров, — криптография.
Схема передачи информации
Рис. \(1\). Схема передачи информации
Мир состоит из множества объектов, но они редко существуют сами по себе. Чаще всего мы имеем дело с системами.
Система — это целое, состоящее из взаимосвязанных частей (компонентов или элементов), оно обладает свойствами, отсутствующими у каждого элемента по отдельности (эмерджентность).
Пример:
Автомобиль. Его компоненты: колёса, двигатель, руль, кузов. По отдельности колесо не поедет, а двигатель не покажет скорость. Но когда они соединены правильно, система «автомобиль» приобретает новое свойство — способность перевозить людей.
Виды систем
Технические: компьютер, самолёт, телефон.
Биологические: организм человека, лес, муравейник.
Социальные: семья, школьный класс, государство.
Главный закон системы: чтобы она работала, компоненты должны взаимодействовать и обмениваться чем-то. В информатике нас интересует обмен информацией (сигналами).
Системы управления. Управление как информационный процесс
Очень важный класс систем — это системы управления. Они есть везде, где один объект направляет действия другого для достижения цели.
Любая система управления состоит из двух основных элементов:
- объект управления (ОУ) — тот, кем управляют;
- управляющий объект (УО) — тот, кто управляет (часто его называют субъектом управления).
Управление — это целенаправленное воздействие управляющего объекта на объект управления. И это воздействие всегда носит информационный характер.
Пример:
Учитель (управляющий объект) даёт задание ученику (объект управления). Задание — это информация.
Пример:
Водитель (управляющий объект) поворачивает руль (передаёт информацию-команду), и автомобиль (объект управления) меняет направление движения.
Пример:
Головной мозг (управляющий объект) посылает нервный импульс (информацию) руке, и рука (объект управления) отдёргивается от горячего чайника.
Обратная связь
Самый интересный и важный механизм в управлении — это обратная связь.
Представь, что ты наливаешь воду в стакан и смотришь на него. Как только вода достигает края, ты перекрываешь кран. Твои глаза — это канал обратной связи. Они передают в мозг информацию о результате действия (состоянии объекта управления).
Обратная связь — это процесс передачи информации о состоянии объекта управления обратно к управляющему объекту.
Разомкнутая система управления (без обратной связи)
Управляющий объект отдал команду и больше не интересуется, что получилось.
Пример:
Тостер. Ты поставил хлеб, нажал рычаг (команда). Тостер выключится через заданное время, даже если хлеб уже сгорел. Он не проверяет результат.
Замкнутая система управления (с обратной связью)
Управляющий объект постоянно получает данные о состоянии объекта и корректирует свои команды.
Пример:
Современная духовка с термометром. Ты задал температуру \(180\)\(°\). Духовка греет, датчик (обратная связь) следит за температурой. Как только стало \(180\)\(°\), нагрев отключается. Упало до \(170\)\(°\) — включается снова. Так поддерживается постоянная температура.
Источники:
Рис. 1. Схема передачи информации. © ЯКласс.