Что такое информационный процесс в компьютере

Обновлено: 15.01.2025

Учащиеся должны знать: этапы истории развития ЭВМ; что такое неймановская архитектура ЭВМ; для чего используются периферийные процессоры (контроллеры); архитектуру персонального компьютера; основные принципы архитектуры суперкомпьютеров.

Задачи:

Образовательные – ознакомить учащихся с этапами развития ЭВМ; дать понятие архитектуры персонального компьютера; объяснить основные принципы архитектуры суперкомпьютеров;

Развивающие – развивать творческую и мыслительную деятельность учащихся на уроке посредством анализа демонстрационных примеров, способность к обобщению, быстрому переключению, способствовать формированию навыков коллективной и самостоятельной работы, умения чётко и ясно излагать свои мысли;

Воспитательные – способствовать развитию смысловой памяти, умений анализировать, сравнивать, отбирать материал, формированию поисковой самостоятельности и коммуникативных качеств учащихся.

Вложение	Размер
Информационные процессы в компьютере	117 КБ
Информационные процессы в компьютере	1.35 МБ

Предварительный просмотр:

Урок с применением технологий:

Тема урока: «Информационные процессы в компьютере»

Учащиеся должны знать: этапы истории развития ЭВМ; что такое неймановская архитектура ЭВМ; для чего используются периферийные процессоры (контроллеры); архитектуру персонального компьютера; основные принципы архитектуры суперкомпьютеров.

Образовательные – ознакомить учащихся с этапами развития ЭВМ; дать понятие архитектуры персонального компьютера; объяснить основные принципы архитектуры суперкомпьютеров;

Развивающие – развивать творческую и мыслительную деятельность учащихся на уроке посредством анализа демонстрационных примеров, способность к обобщению, быстрому переключению, способствовать формированию навыков коллективной и самостоятельной работы, умения чётко и ясно излагать свои мысли;

Воспитательные – способствовать развитию смысловой памяти, умений анализировать, сравнивать, отбирать материал, формированию поисковой самостоятельности и коммуникативных качеств учащихся.

Организационный момент.
Проверка домашнего задания. Опрос по теме «Автоматическая обработка информации».

Приведите примеры процессов обработки информации, которые чаще всего вам приходится выполнять во время учёбы. Для каждого примера определите исходные данные, результаты и правила обработки. К каким видам обработки относятся ваши примеры?
Если вы решаете задачу по математике или физике и при этом используете калькулятор, то какова ваша функция в этом процессе и какова функция калькулятора?
Используя алгоритм Евклида, найдите НОД для чисел 114 и 66. Сколько шагов алгоритма при этом вам пришлось выполнить?
Какие проблемы решает теория алгоритмов?
Почему калькулятор нельзя назвать алгоритмической машиной, а компьютер можно?

Карточка с заданием (письменно – 3-4 учащихся):

Придумайте минимально необходимую систему команд для кассового аппарата, который подсчитывает стоимость покупок и сумму сдачи покупателю. Опишите алгоритм управления работой такого автомата.

Новая тема. «Информационные процессы в компьютере».

Как уже известно: (слайд 2-4)

Компьютер (ЭВМ) – автоматическое, программно-управляемое устройство для работы с информацией.
В состав компьютера входят

устройства памяти (хранение данных и программ)
процессор (обработка информации)
устройства ввода/вывода (приём/передача информации)

В 1946 году Джоном фон Нейманом были сформулированы основные принципы устройства ЭВМ, которые называют фон-неймановской архитектурой. Для неймановской архитектуры характерно наличие одного процессора, который управляет работой всех остальных устройств.
Современный компьютер представляет собой единство аппаратуры (hardware) и программного обеспечения (software).

Серийное производство ЭВМ начинается в разных странах в 1950-х годах. Историю развития ЭВМ принято делить на поколения.

Переход от одного поколения к другому связан (слайд 5-6)

со сменой элементной базы, на которой создавались машины
с изменением архитектуры ЭВМ
с развитием основных технических характеристик (скорости вычисления, объема памяти и др.)
с изменением областей применения и способов эксплуатации машин.

с 1970-х годов (ПК, суперЭВМ)

Интегральные схемы (ИС) и большие интегральные схемы (БИС)

БИС, СБИС (сверхбольшие интегральные схемы), микропроцессоры

Максимальное быстродействие (оп./с)

Появление периферийных процессоров

Центральный процессор + каналы ввода/вывода.

Конвейерно-векторные, матричные, многопроцессорные, мультикомпьютерные системы

Однопроцессорная архитектура ЭВМ. (слайд 7-11)

Сплошные стрелки – передача данных

Пунктирные стрелки – управляющее воздействие

Согласно принципам фон Неймана, исполняемая программа хранится во внутренней памяти – в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ). Там же находятся данные, с которыми работает программа. Каждая команда программы и каждая величина (элемент данных) занимают определённые ячейки памяти:

Процессор начинает выполнение программы с первой команды и заканчивает на команде остановки, назовём её STOP.
При выполнении очередной команды процессор извлекает из памяти обрабатываемые величины и заносит их в специальные ячейки внутренней памяти процессора – регистры .
Затем выполняется команда, после чего полученный результат записывается в определённую ячейку памяти.
Процессор переходит к выполнению следующей команды.
Исполнение программы закончится, когда процессор обратится к команде STOP.

Среди команд программы существуют: (слайд 12-14)

Команды обработки данных
Команды обращения к внешним устройствам

Команды обработки данных выполняет сам процессор с помощью входящего в него арифметико-логического устройства – АЛУ, и этот процесс происходит сравнительно быстро.

А команды управления внешними устройствами выполняются самими этими устройствами: устройствами ввода/вывода, внешней памятью. Время выполнения этих команд во много раз больше, чем выполнения команд обработки данных.

При однопроцессорной архитектуре ЭВМ процессор, отдав команду внешнему устройству, ожидает завершения её выполнения. При большом числе обращений к внешним устройствам может оказаться, что большую часть времени выполнения программы процессор «простаивает» и, следовательно, его КПД оказывается низким.

Быстродействие ЭВМ с такой архитектурой находилось в пределах 10-20 тыс. операций в секунду.

Использование периферийных процессоров. (слайд 15-19)

Сплошные стрелки – передача данных

Пунктирные стрелки – управляющее воздействие

Треугольника – периферийные процессоры управления внешними устройствами

Следующим шагом в развитии архитектуры ЭВМ стал отказ от однопроцессорного устройства. Уже на последних моделях машин второго поколения, помимо центрального процессора (ЦП), выполнявшего обработку данных, присутствовали периферийные процессоры , которые назывались каналами ввода/вывода.

Их задача состояла в автономном управлении устройствами ввода/вывода и внешней памяти, что освобождало от этой работы центральный процессор.

В результате КПД центрального процессора существенно возрос. Быстродействие некоторых моделей машин с такой архитектурой составило от 1 до 3 млн. оп./с.

На всех моделях ЭВМ третьего поколения использовалась архитектура с одним процессором и периферийными процессорами внешних устройств.

Такая многопроцессорная архитектура позволяла реализовать мультипрограммный режим работы: пока одна программа занята вводом/выводом данных, которым управляет периферийный процессор, другая программа занимает центральный процессор, выполняя вычисления.

Благодаря совершенствованию элементной базы и других аппаратных средств на некоторых моделях ЭВМ третьего поколения достигалось быстродействие до 10 млн. оп./с.

Для разделения ресурсов ЭВМ между несколькими выполняемыми программами потребовалось создание специального программного обеспечения: операционной системы (ОС) . К разделяемым ресурсам, прежде всего, относятся время работы центрального процессора и оперативная память. Задачи ОС состоит в том, чтобы разные программы, выполняемые одновременно на ЭВМ, не мешали друг другу и чтобы КПД центрального процессора был максимальным, иначе говоря, чтоб ЦП не «простаивал». ОС берёт на себя так же заботу об очерёдности использования несколькими программами общих внешних устройств: внешней памяти, устройств ввода/вывода.

Архитектура персонального компьютера. (слайд 20-23)

Появление ПК связано с созданием микропроцессоров, которое началось в 1970-х годах. До недавнего времени в устройстве ПК существовал один центральный процессор и множество периферийных процессоров, управляющих внешними устройствами, которые называются контроллерами .

Сплошные стрелки – направление потоков информации

Пунктирные стрелки – направление управляющих сигналов

Для связи между отдельными функциональными узлами ПК используется общая информационная магистраль , которая называется системной шиной .

Системная шина состоит из трёх частей:

Шина данных (для передачи данных)
Шина адреса (для передачи адресов устройств, которым передаются данные)
Шина управления (для передачи управляющих сигналов, синхронизирующих работу разных устройств)

Важное достоинство такой архитектуры – возможность подключения к компьютеру новых устройств или замена старых устройств на более современные. Это называется принципом открытой архитектуры . Для каждого типа и модели устройства используется свой контроллер, а в составе операционной системы имеется управляющая программа, которая называется драйвером устройства.

Открытая архитектура персонального компьютера – это архитектура, предусматривающая модульное построение компьютера с возможностью добавления и замены отдельных устройств.

Важное событие в совершенствовании архитектуры ПК произошло в 2005 году: был создан первый двухъядерный микропроцессор. Каждое ядро способно выполнять функции центрального процессора. Эта особенность архитектуры позволяет производить на ПК параллельную обработку данных, что существенно увеличивает его производительность.

Архитектура ненеймановских вычислительных систем. (слайд 24-30)

Ведущий принцип: отказ от последовательного выполнения операций.

Есть массив из 100 чисел. Требуется найти их сумму.

Первый вариант (для 1-го человека): последовательно сложить все числа.

Это пример последовательного вычислительного процесса .

Второй вариант (для 25 человек):

Распределить по два числа на человека, чтоб каждый посчитал сумму своих чисел
Полученные 50 чисел снова распределить по два числа на человека, чтоб каждый посчитал сумму своих чисел
Так продолжать до тех пор, пока не останется одно число – искомая сумма

Это пример распараллеливания вычислений .

Для реализации подобной схемы компьютеру потребуется 25 процессоров, объединённых в одну архитектуру и способность работать параллельно.

Такие многопроцессорные вычислительные комплексы – реальность сегодняшней вычислительной техники.

Но, вернёмся к нашему примеру. В нём есть ещё источники проблем.

При записи в память компьютера суммы каждой пары чисел произойдет одновременное обращение 25 процессоров к системной шине. Но поскольку шина одна, числа по ней могут пересылаться только по одному. А для этого нужно организовать очередь на передачу чисел в память. Тут же возникает вопрос: не сведёт ли к нулю эта очередь все преимущества параллельности выполнения операций. А если преимущества останутся, то насколько они велики? Окупятся ли расходы на 24 дополнительных процессора?

В возникшей ситуации естественен следующих шаг «изобретательской мысли»: ввод в архитектуру нескольких системных шин. А если ещё подумать над возможными проблемами, то и нескольких устройств оперативной памяти.

Обсуждаемые изменения в устройстве компьютера приводят к «ненеймановским» архитектурам .

Варианты реализации ненеймановских вычислительных систем. (слайд 31-33)

В самом общем смысле под параллельными вычислениями понимаются процессы обработки данных, в которых одновременно могут выполняться несколько машинных операций. Параллельные вычисления реализуются как за счёт новой архитектуры вычислительной техники, так и за счёт новых технологий программирования. Такие технологии называют параллельным программированием .

Распределённые вычисления – способ реализации параллельных вычислений путём использования множества компьютеров, объединённых в сеть. Такие вычислительные системы ещё называют мультикомпьютерными .

Распределённые вычисления часто реализуются с помощью компьютерных кластеров – нескольких компьютеров, связанных в локальную сеть и объединённых специальным программным обеспечением, реализующим параллельный вычислительный процесс.

Распределённые вычисления могут производиться и с помощью многомашинных вычислительных комплексов , образуемых объединением нескольких отдельных компьютеров через глобальные сети.

Мультипроцессорные системы образуют единый компьютер, который относится к классу суперкомпьютеров . Достижение параллелизма в них происходит благодаря возможности независимой работы отдельных устройств и их дублирования: несколько процессоров, блоков оперативной памяти, шин и т.д. Мультипроцессорная система может использовать разные способы доступа к общей для всей системы памяти. Если все процессоры имеют равный (однородный) доступ к единой памяти, то соответствующая вычислительная система называется векторным суперкомпьютером .

Один из самых мощных в мире суперкомпьютеров под названием «Ломоносов» произведён в России и работает в Московском государственном университете. Его быстродействие составляет более ста триллионов операций в секунду.

Процессы, связанные с изменением информации или действиями с использованием информации, называют информационными процессами.

Деятельность человека, связанную с процессами сбора, представления, обработки, хранения и передачи информации, называют информационной деятельностью.

Решение практически любой задачи начинается со сбора информации.

Обработка информации – это целенаправленный процесс изменения содержания или формы представления информации.

Сохранить информацию – значит тем или иным способом зафиксировать её на некотором носителе.

Передача информации осуществляется по схеме: источник информации – кодирующее устройство – канал связи – декодирующее устройство – приёмник информации.

Основная литература:

Босова Л. Л. Информатика: 7 класс. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2017. – 226 с.

Дополнительная литература:

Босова Л. Л. Информатика: 7–9 классы. Методическое пособие. // Босова Л. Л., Босова А. Ю., Анатольев А. В., Аквилянов Н.А. – М.: БИНОМ, 2019. – 512 с.
Босова Л. Л. Информатика. Рабочая тетрадь для 7 класса. Ч 1. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2019. – 160 с.
Босова Л. Л. Информатика. Рабочая тетрадь для 7 класса. Ч 2. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2019. – 160 с.

Теоретический материал для самостоятельного изучения.

1. Понятие информационного процесса.

Последовательная смена состояний (изменение) в развитии чего-либо называется процессом.

Можно выделить следующие основные информационные процессы: сбор информации, представление информации, обработка информации, хранение информации, передача информации.

Рассмотрим информационные процессы более подробно.

2. Сбор информации.

Особая ценность собранной информации состоит в том, что она может служить источником новых знаний об окружающем нас мире.

Можно привести примеры сбора информации, предполагающие использование различных измерительных устройств. Так, задача составления прогноза погоды предполагает сбор на метеорологических станциях информации о температуре, осадках, атмосферном давлении, влажности воздуха, скорости и направлении ветра.

Многие, интересующие специалистов процессы, протекают очень быстро и могут быть сопряжены с опасностью для жизни. Например, такие ситуации могут возникнуть при сборе информации об аэродинамических характеристиках при разработке новой модели автомобиля, о его возможных повреждениях при столкновении с препятствием и т. д. В подобных случаях для сбора информации используются сложные автоматизированные измерительные комплексы.

3. Обработка информации.

Информацию об окружающем мире, собранную непосредственно через органы чувств или с помощью измерительных приборов, человек должен своевременно обрабатывать. Например, при переходе улицы, следует очень быстро обрабатывать информацию о сигналах светофора, о движении автомашин и др. Значительно большие информационные потоки должен обрабатывать специалист, обслуживающий пульт управления электростанции или другой сложной технической системы.

Когда пешеход переходит улицу, ученик отвечает на вопрос по истории, решает геометрическую задачу или переводит текст с русского языка наиностранный, а пилот принимает решение о наборе высоты или изменении скорости полёта, все они обрабатывают входную (поступившую) информацию. Из этой информации после её обработки получается выходная информация.

Можно выделить два типа обработки информации:

обработка, связанная с получением нового содержания, новой информации;
обработка, связанная с изменением формы представления информации, не изменяющая её содержания.

К первому типу обработки информации относятся: преобразование по правилам (в том числе вычисления по формулам), исследование объектов познания по их моделям, логические рассуждения, обобщение и др.

Задача. Пятеро одноклассников: Аня, Саша, Лена, Вася и Миша стали победителями олимпиад школьников по физике, математике, информатике, литературе и географии. Известно, что:

победитель олимпиады по информатике учит Аню и Сашу работе на компьютере;
Лена и Вася тоже заинтересовались информатикой;
Саша всегда побаивался физики;
Лена, Саша и победитель олимпиады по литературе занимаются плаванием;
Саша и Лена поздравили победителя олимпиады по математике;
Аня сожалеет о том, что у неё остаётся мало времени на литературу.

Победителем какой олимпиады стал каждый из этих ребят? Решение. Задачи такого типа решаются с помощью логических рассуждений, которые удобно фиксировать в таблице. Ниже представлена таблица, в которой отражена информация о победителях олимпиад, содержащаяся в условии задачи. Например, из п. 1 можно сделать вывод, что ни Аня, ни Саша не являются победителями олимпиады по информатике. Это отражено в таблице знаками «‑› в ячейках на пересечении строк и столбцов с соответствующими именами школьников и названиями олимпиад.

Имеющейся в таблице информации достаточно, чтобы сделать вывод о том, что победителем олимпиады по информатике стал Миша. Отметим это знаком «+» в соответствующей ячейке. Так как каждый из ребят стал победителем одной олимпиады, то Миша не может быть победителем олимпиад по физике, математике, литературе и географии. Отразим это знаками «‑» в соответствующих ячейках.

Продолжив рассуждения, получим:

Ответ: Аня – победитель олимпиады по математике, Саша – по географии, Лена – по физике, Вася – по литературе, Миша – по информатике.

Ко второму типу обработки информации можно отнести:

структурирование – организацию информации по некоторому правилу, связывающему её в единое целое;
кодирование – переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для восприятия, хранения, передачи или обработки информации;
отбор информации, требуемой для решения некоторой задачи, из информационного массива.

Большая часть информации в школьных учебниках представлена в форме текста на естественном языке. Представить изучаемый материал в общих, главных чертах, структурировать его, показав связи между отдельными частями, позволяют графические схемы. Одной из разновидностей таких графических схем является граф. Граф состоит из вершин, связанных линиями. Вершины графа могут изображаться кругами, овалами, точками, прямоугольниками и т. д. Линии, связывающие вершины, могут быть направленными (со стрелкой) или ненаправленными (без стрелки). В первом случае их называют дугами, во втором – рёбрами.

Например, типы обработки информации можно представить с помощью графа, изображённого на рис. 1.

Главным помощником человека в обработке больших информационных потоков является компьютер. Например, учёному трудно анализировать результаты измерений – десятки и сотни тысяч чисел, собранных с помощью некоторых автоматических устройств. Для получения информации о свойствах изучаемых объектов результаты измерений должны быть интерпретированы. Компьютеры позволяют, на основании результатов измерений, построить диаграммы и графики, дающие наглядное представление о соотношениях величин и зависимостях свойств в изучаемых предметах, процессах, явлениях.

На уроках информатики вы познакомитесь с возможностями компьютеров в обработке информации разных видов.

4. Хранение информации

Для того чтобы информация стала достоянием многих людей и могла передаваться последующим поколениям, она должна быть сохранена. История человечества знает разные способы хранения информации. Это и рисунки на стенах пещер, и глиняные таблички с клинописью, и рукописи на папирусе, и тексты на пергаменте, и берестяные грамоты, и всевозможные документы на бумаге. С помощью диктофона можно записать разговор людей или пение птиц, с помощью фотоаппарата или видеокамеры – сохранить изображение.

Хранение информации всегда связано с её носителем – материальным объектом, на котором можно тем или иным способом зафиксировать информацию.

Сохранить информацию – значит, тем или иным способом: зафиксировать её на некотором носителе.

Основным носителем информации на протяжении нескольких столетий остаётся бумага, что связано с такими её свойствами, как: относительная дешевизна изготовления; прочность и долговечность; удобство нанесения знаков и рисунков с помощью разноцветных красок.

В наши дни широкое распространение получили электронные носители информации – магнитные диски, оптические диски, флешкарты и другие. Информация, хранящаяся на электронных носителях, может быть воспроизведена и обработана с помощью компьютера.

Важным хранилищем информации для человека является его память. Действительно, каждый человек определённую информацию хранит «в уме». Мы помним свой домашний адрес, имена, адреса и телефоны близких родственников и друзей. В нашей памяти хранятся таблицы сложения и умножения, основные орфограммы и другие знания, полученные в школе. Но так уж устроен человек, что если не закреплять знания постоянными упражнениями, информация очень быстро забывается. Избежать потерь информации нам помогают записные книжки, справочники, энциклопедии и другие долговременные носители информации.

Хранилищами информации для человечества являются библиотеки, архивы, патентные бюро, картинные галереи и музеи, видеотеки и фонотеки. Гигантским хранилищем информации является компьютерная сеть Интернет.

5. Передача информации.

Мы постоянно участвуем в процессе передачи информации. Люди передают друг другу просьбы, приказы, отчёты о проделанной работе, публикуют рекламные объявления, отправляют письма, пишут SMS. Передача информации происходит при чтении книг, при просмотре телепередач, при разговоре по телефону и общении в компьютерной сети Интернет.

Рассмотрим процесс передачи информации более подробно (рис. 2):

информация от источника поступает в кодирующее устройство;
в кодирующем устройстве информация преобразуется в форму, удобную для передачи;
закодированная информация поступает от источника к приёмнику (получателю) по соответствующему каналу передачи информации – каналу связи;
приёмник содержит декодирующее устройство; в этом устройстве происходит преобразование закодированной информации, поступившей по каналу связи, к исходной форме.

Информацию можно передать от источника к приёмнику по каналу связи.

В процессе передачи информация может искажаться или теряться, если каналы связи имеют плохое качество или на линии связи действуют помехи.

Универсальным средством передачи информации являются компьютерные сети. С их помощью можно передавать любую информацию (текст, числа, звук, изображение).

6. Информационные процессы в живой природе и технике

Информационные процессы – необходимое условие жизнедеятельности любого организма. Приведём несколько примеров информационных процессов в живой природе:

цветки и соцветия некоторых растений в течение дня поворачиваются вслед за солнцем;
пчёлы танцем передают сородичам информацию об источниках корма;
многие дикие животные пахучими метками дают знать чужакам, что эта территория уже занята;
трели соловья служат для привлечения самки; домашние животные отличают знакомых людей от незнакомых; животные в цирке выполняют команды дрессировщиков.

Информационные процессы характерны и для технических устройств. Например, автоматическое устройство, называемое термостатом, воспринимает информацию о температуре помещения и в зависимости от заданного человеком температурного режима включает или отключает отопительные приборы. Программно управляемые станки работают, руководствуясь заложенной в них информацией – программой их работы; автопилот управляет самолётом в соответствии с заложенной в него программой ит. д.

Решение практически любой задачи начинается со сбора информации.

Сохранить информацию – значит тем или иным способом зафиксировать её на некотором носителе.

Разбор решения заданий тренировочного модуля.

№1. Установите соответствие.

Просмотр фильма о жизни животных

Измерение температуры воздуха каждые три часа

Съемка фильма о жизни класса

Перевод текста с французского языка на русский язык

Решение. Просмотр фильма о жизни животных‑ это обработка информации, так как мы получаем информацию извне и усваиваем её.

Измерение температуры воздуха каждые три часа‑ это сбор информации, так как мы собираем данные о температуре.

Съёмка фильма о жизни класса‑ это сбор информации, так как мы осуществляем запись на носитель.

Перевод текста с французского языка на русский язык‑это обработка информации, так как мы читаем текст и переводим его на другой язык.

Просмотр фильма о животных

Измерение температуры воздуха каждые три часа

Съёмка фильма о жизни класса

Перевод текста с французского языка на русский язык

№2. Укажите «лишний» объект с точки зрения письменности:

б) английский язык;

в) китайский язык;

г) французский язык.

Решение: в русском, английском и французском языках используются буквы, в китайском языке‑ иероглифы. Значит, «лишним» объектом является китайский язык.

В современном мире информация и информационные процессы, как правило, ассоциируются с развитием технологий и интернета. Однако значение этих понятий намного шире и многогранней. Совершенствование информационных процессов является одним из определяющих факторов развития общества, свойственных не только человеческому миру. Они участвуют в жизни всех биологических организмов на планете и существуют на всех уровнях живой материи.

Информационные процессы — это любые действия, заключающиеся в получении, создании, сборе, передачи, хранении и обработке информации.

С середины 20 века под информацией стали понимать и передачу сигналов в животном и растительном мире.
С развитием науки человечество создало вычислительные системы и каналы информации, которые заложили основу новой области знания — информатики.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Информатика — это наука, занимающаяся изучением информации, ее структуры, свойств, видов и методов передачи, в том числе с применением вычислительной техники.

Свойства информации

Информационные процессы могут быть естественными и искусственными.

Искусственные процессы происходят в системах, которые созданы людьми. Технические оборудования позволяют автоматизировать информационные процессы, увеличить скорость передачи и эффективность. Так, компьютеры или телефоны упрощают этапы информационного процесса, термометр, микроскоп и весы точно и объективно доставляют исходные данные об окружающем мире.

Любая информация обладает рядом свойств, определяющих ее характер:

объективность — не зависит от чужого мнения или отношения («Сейчас ровно 12 часов дня»);
адекватность — соответствует предмету или явлению, к которому относится;
достоверность — передает реальное положение дел без искажений и скрытых ошибок;
полнота — исчерпывающим образом отображает предмет или явление для принятия правильного решения;
актуальность — своевременна и ценна для получателя в конкретный момент времени;
понятность — выражена на языке, которым владеет получатель;
краткость и четкость — акцентирует внимание получателя на основных моментах;
полезность — ценность для субъекта, которому предназначается.

Основные элементы

Выделяют четыре основных элемента информационных процессов:

получение;
анализ;
сохранение;
коммуникация.

Получение информации заключается в сборе сведений об интересующем объекте или предмете из конкретных источников. Определение источника зависит от целей субъекта. В зависимости от его задач, данные могут быть извлечены из различных хранилищ, через СМИ, общение и т. д. Главную роль в этом процессе играют органы чувств. При этом достижения научного прогресса сегодня позволяют получать и ту информацию, которая недоступна человеческому восприятию в обычных условиях. Для этого применяются различные приборы и устройства: бинокль, телескоп, различные датчики и т. д.

Сущность анализа заключается в преобразовании полученных сведений с помощью редактирования, каталогизации, сортировки, численных расчетов в данные и упорядочивание согласно определенным принципам. В результате анализа человек формирует свое отношение к конкретному предмету или явлению.

Сохранение информации необходимо для долгосрочного использования и дальнейшей передачи. Человек хранит информацию как в собственной памяти, так и во внешней. К внешним хранилищам можно отнести книги, заметки в тетрадях, компьютеры, телефоны, флэшки и другие носители. Чтобы ускорить доступ к информации, ее систематизируют в виде каталогов, отдельных папок, списков.

Коммуникация представляет собой процесс передачи данных от адресанта к адресату. Этот этап необходим для распространения и сбора информации. Именно коммуникации делают информационный процесс уникальным и выделяют его среди других подобных процессов, протекающих в неживой природе.

Все информационные процессы основаны на передаче информации кому-либо другому — человеку или специальному устройству для дальнейшего использования. Люди передают друг другу информацию через речь, жесты, мимику и другие общеизвестные сигналы. На дальние расстояния информация распространяется через технические каналы связи: телефон, радио, телекоммуникационные сети.

Основные виды информационных процессов

Основные виды информационных процессов находятся друг с другом в тесной взаимосвязи и играют важную роль в деятельности человека. К ним относятся:

сбор;
поиск;
обработка;
представление;
хранение;
передача;
защита.

Сбор информации, как правило, предваряет решение любой задачи. Процесс включает в себя нахождение, сбор и извлечение первичных данных. Например, при покупке смартфона, вы скорее всего прочитайте в интернете отзывы о нем или захотите узнать мнение знакомых, которые уже им пользуются, чтобы не прогадать. Перед тем как выбрать подарок на день рождения, желательно знать, чем интересуется именинник и что ему может прийтись по вкусу.

Для сбора информации применяются различные измерительные приборы: чтобы узнать точную температуру воздуха, вам достаточно взглянуть на термометр.

Поиск информации заключается в извлечении хранимых данных, необходимых для достижения конкретной цели. В поиске можно использовать:

наблюдение;
общение с другими людьми по теме, которая вас интересует;
чтение подходящей литературы;
просмотр видео, фото;
работу с архивами, справочниками;
поиск в интернете;
запрос к информационным системам, базам данным и т. д.

Обычно применяются сразу несколько методов одновременно, что позволяет получить более полную информацию.

При обработке происходит изменение информации и ее преобразование в новую. Этот вид информационного процесса считается самым важным и сложным. Обработка происходит по определенным правилам. В результате исходные сведения перетекают в содержательно новые данные, представленные в иной форме. К примеру, художники преобразуют свой прошлый опыт, знания и мысли в картины, которые по сути основаны на обработке уже имеющейся информации.

Представление информации нужно для приведения материала в более удобный вид в зависимости от ситуации и адресата. Например, исходные данные, которые в памяти компьютера представлена в форме двоичного кода, для пользователя преобразуется в графические данные и звуки. Для большей доступности на разные языки переводят книги и фильмы.

Хранение информации подразумевает последующую обработку и передачу полученных данных. Развитие технологий позволяет хранить огромное количество сведений на различных электронных носителях: флэшках, жестких дисках, базы данных, интернет и т. д.

Передача информации имеет двусторонний характер от источника к приемнику и всегда проходит через определенные каналы. В разговоре между людьми каналом передачи являются звуковые волны, а если общение по телефону — система связи.

Защита информации применяется, когда необходимо ограничить доступ к данным посторонним субъектам. Для обеспечения безопасности в сложных информационных системах применяют метод шифрования.

Развитие информационных процессов

В становлении и развитии информационных процессов выделяют несколько крупных этапов:

В настоящее время мир также находится на очередном этапе совершенствования информационных процессов, который обусловлен активным развитием и распространением технологий.

Примеры информационных процессов в повседневной жизни

В повседневной жизни человек ежедневно сталкивается с информационными процессами, и сам активно участвует в передаче и преобразовании информации. Общение, социализация и то, как мы познаем мир — все это невозможно без постоянного обмена информацией. Информационные процессы играют немаловажную роль и в животном мире. Даже дереву для роста необходимо получать сведения об окружающей среде: температуре воздуха, почвы, длительности светового дня.

С большой скоростью информация развивается в технической сфере. Устройства, разработанные человеком, автоматизируют информационные процессы и обработку данных. Это позволяет тиражировать исходные данные и делает их доступнее. Сейчас вместо того, чтобы часами копаться в книгах в поисках нужного рецепта, достаточно вбить свой запрос в поисковое окно и интернет мгновенно откроет доступ к тысячам сайтов с рецептами.

Сайт учителя информатики. Технологические карты уроков, Подготовка к ОГЭ и ЕГЭ, полезный материал и многое другое.

Информатика. 7 класса. Босова Л.Л. Оглавление

информационные процессы
информационная деятельность
сбор информации
обработка информации
хранение информации, носитель информации
передача информации, источник, канал связи, приёмник

1.2.1. Понятие информационного процесса

Рассмотрим информационные процессы более подробно.

1.2.2. Сбор информации

Многие интересующие специалистов процессы протекают очень быстро и могут быть сопряжены с опасностью для жизни. Например, такие ситуации могут возникнуть при сборе информации об аэродинамических характеристиках при разработке новой модели автомобиля, о его возможных повреждениях при столкновении с препятствием и т. д. В подобных случаях для сбора информации используются сложные автоматизированные измерительные комплексы.

1.2.3. Обработка информации

Информацию об окружающем мире, собранную непосредственно через органы чувств или с помощью измерительных приборов, человек должен своевременно обрабатывать. Например, при переходе улицы следует очень быстро обрабатывать информацию о сигналах светофора, о движении автомашин и др. Значительно бблыпие информационные потоки должен обрабатывать специалист, обслуживающий пульт управления электростанции или другой сложной технической системы.

Когда пешеход переходит улицу, ученик отвечает на вопрос по истории, решает геометрическую задачу или переводит текст с русского языка на иностранный, а пилот принимает решение о наборе высоты или изменении скорости полёта, все они обрабатывают входную (поступившую) информацию. Из этой информации после её обработки получается выходная информация.

Обработка информации — это целенаправленный процесс изменения содержания или формы представления информации.

Можно выделить два типа обработки информации:

1) обработка, связанная с получением нового содержания, новой информации;

2) обработка, связанная с изменением формы представления информации, не изменяющая её содержания.

Задача. Пятеро одноклассников: Аня, Саша, Лева, Вася и Миша стали победителями олимпиад школьников по физике, математике, информатике, литературе и географии. Известно, что:

1) победитель олимпиады по информатике учит Аню и Сашу работе на компьютере;
2) Лена и Вася тоже заинтересовались информатикой;
3) Саша всегда побаивался физики;
4) Лена, Саша и победитель олимпиады по литературе занимаются плаванием;
5) Саша и Лена поздравили победителя олимпиады по математике;
6) Аня сожалеет о том, что у неё остаётся мало времени на литературу.

Победителем какой олимпиады стал каждый из этих ребят?

Решение. Задачи такого типа решаются с помощью логических рассуждений, которые удобно фиксировать в таблице.

Ниже представлена таблица, в которой отражена информация о победителях олимпиад, содержащаяся в условии задачи. Например, из п. 1 можно сделать вывод, что ни Аня, ни Саша не являются победителями олимпиады по информатике. Это отражено в таблице знаками «—» в ячейках на пересечении строк и столбцов с соответствующими именами школьников и названиями олимпиад.

Имеющейся в таблице информации достаточно, чтобы сделать вывод о том, что победителем олимпиады по информатике стал Миша. Отметим это знаком «+» в соответствующей ячейке. Так как каждый из ребят стал победителем одной олимпиады, то Миша не может быть победителем олимпиад по физике, математике, литературе и географии. Отразим это знаками «—» в соответствующих ячейках. Продолжив рассуждения, получим:

Ответ: Аня — победитель олимпиады по математике, Саша — по географии, Лена — по физике, Вася — по литературе, Миша — по информатике.

Ко второму типу обработки информации можно отнести:

структурирование — организацию информации по некоторому правилу, связывающему её в единое целое;
кодирование — переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для восприятия, хранения, передачи или обработки информаций;
отбор информации, требуемой для решения некоторой задачи, из информационного массива.

Например, типы обработки информации можно представить с помощью графа, изображённого на рис. 1.1.

Главным помощником человека в обработке больших информационных потоков является компьютер. Например, учёному трудно анализировать результаты измерений — десятки и сотни тысяч чисел, собранных с помощью некоторых автоматических устройств. Для получения информации о свойствах изучаемых объектов результаты измерений должны быть интерпретированы. Компьютеры позволяют на основании результатов измерений построить диаграммы и графики, дающие наглядное представление о соотношениях величин и зависимостях свойств в изучаемых предметах, процессах, явлениях.

На уроках информатики вы познакомитесь с возможностями компьютеров в обработке информации разных видов.

1.2.4. Хранение информации

Хранение информации всегда связано с её носителем — материальным объектом, на котором можно тем или иным способом зафиксировать информацию.

Сохранить информацию — значит, тем или иным способом зафиксировать её на некотором носителе.

В наши дни широкое распространение получили электронные носители информации — магнитные диски, оптические диски, флеш-карты и другие. Информация, хранящаяся на электронных носителях, может быть воспроизведена и обработана с помощью компьютера.

1.2.5. Передача информации

Мы постоянно участвуем в процессе передачи информации. Люди передают друг другу просьбы, приказы, отчёты о проделанной работе, публикуют рекламные объявления, отправляют телеграммы, пишут письма. Передача информации происходит при чтении книг, при просмотре телепередач, при разговоре по телефону и общении в компьютерной сети Интернет.

Рассмотрим процесс передачи информации более подробно (рис. 1.2):

1) информация от источника поступает в кодирующее устройство;

2) в кодирующем устройстве информация преобразуется в форму, удобную для передачи;

3) закодированная информация поступает от источника к приёмнику (получателю) по соответствующему каналу передачи информации— каналу связи;

4) приёмник содержит декодирующее устройство; в этом устройстве происходит преобразование закодированной информации, поступившей по каналу связи, к исходной форме.

Информацию можно передать от источника к приёмнику по каналу связи.

1.2.6. Информационные процессы в живой природе и технике

Информационные процессы — необходимое условие жизнедеятельности любого организма. Приведём несколько примеров информационных процессов в живой природе:

цветки и соцветия некоторых растений в течение дня поворачиваются вслед за солнцем;
пчёлы танцем передают сородичам информацию об источниках корма;
многие дикие животные пахучими Метками дают знать чужакам, что эта территория уже занята;
трели соловья служат для привлечения самки;
домашние животные отличают знакомых людей от незнакомых;
животные в цирке выполняют команды дрессировщиков.

Информационные процессы характерны и для технических устройств. Например, автоматическое устройство, называемое термостатом, воспринимает информацию о температуре помещения и в зависимости от заданного человеком температурного режима включает или отключает отопительные приборы. Программно управляемые станки работают, руководствуясь заложенной в них информацией — программой их работы; автопилот управляет самолётом в соответствии с заложенной в него программой и т. д.

Самое главное.

Решение практически любой задачи начинается со сбора информации.

Сохранить информацию — значит тем или иным способом зафиксировать её на некотором носителе.

Передача информации осуществляется по схеме: источник информации — кодирующее устройство — канал связи — декодирующее устройство — приёмник информации.

Вопросы и задания

1.Ознакомьтесь с материалом презентации к параграфу, содержащейся в электронном приложении к учебнику. Что вы можете сказать о формах представления информации в презентации и в учебники? Какими слайдами вы могли бы дополнить презентацию?

Читайте также: