Передача, преобразование, хранение и использование информации в технике

Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Информатизация – это производное от слова информация. Информатизация – это процесс получения, использования, хранения, передачи информации.

На протяжении ХХ века сменялось множество способов обмена информацией. Если в XIX веке носителем информации была бумага, а средством передачи была почтовая служба, то в ХХ веке информация стала передаваться гораздо быстрее с помощью телеграфа, в голосовой форме обмениваться информацией можно по телефону, радио и телевидение призваны только для получения человеком информации. В наши дни есть огромное количество способов передачи информации, причем в любой форме. Телефонные линии до сих пор остаются самым удобным средством передачи информации, но теперь ими обслуживаются не только телефоны, но и самое большое достижение процесса информатизации – Internet, содержащий большую часть информации со всей планеты.

              Сейчас информатизация не мыслима без компьютера, так как он изначально создавался как средство обработки информации и только теперь он стал выполнять множество других функций: хранение, преобразование, создание и обмен информацией. Но прежде чем принять привычную сейчас форму компьютер претерпел три революции. Первая компьютерная революция свершилась в конце 50-х годов; ее суть можно описать двумя словами: компьютеры появились. Изобретены они были не менее чем за десять лет до этого, но именно в то время начали выпускаться серийные машины, эти машины перестали быть объектом исследований для ученых и диковинкой для всех остальных. Через полтора десятилетия после этого ни одна крупная организация не могла себе позволить обходиться без вычислительного центра. Если тогда заходила речь о компьютере, сразу же представлялись заполненные стойками машинные залы, в которых напряженно думают люди в белых халатах. И тут свершилась вторая

 

 

революция. Практически одновременно несколько фирм обнаружили, что развитие техники достигло такого уровня, когда вокруг компьютера не обязательно воздвигать вычислительный центр, а сам он стал небольшим. Это были первые мини - ЭВМ. Но прошло еще десять с небольшим лет, и наступила третья революция – в конце 70-х возникли персональные компьютеры. За короткое время, пройдя путь от настольного калькулятора до полноценной небольшой машины, ПК заняли свои места на рабочих столах индивидуальных пользователей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Передача информации

 

В процессе передачи информации обязательно участвуют источник и приемник информации: первый передает информацию, второй ее получает. Между ними действует канал передачи информации - канал связи.

Канал связи - совокупность технических устройств, обеспечивающих передачу сигнала от источника к получателю.

Кодирующее устройство - устройство, предназначенное для преобразования исходного сообщения источника к виду, удобному для передачи.

Декодирующее устройство - устройство для преобразования кодированного сообщения в исходное.

Деятельность людей всегда связана с передачей информации.

В процессе передачи информация может теряться и искажаться: искажение звука в телефоне, атмосферные помехи в радио, искажение или затемнение изображения в телевидении, ошибки при передачи в телеграфе. Эти помехи, или, как их называют специалисты, шумы, искажают информацию. К счастью, существует наука, разрабатывающая способы защиты информации - криптология.

 

 

Каналы передачи сообщений характеризуются пропускной способностью и помехозащищенностью.

Каналы передачи сообщений характеризуются пропускной способностью и помехозащищенностью.

Каналы передачи данных делятся на симплексные (с передачей информации только в одну сторону (телевидение)) и дуплексные (по которым возможно передавать информацию в оба направления (телефон, телеграф)). По каналу могут одновременно передаваться несколько сообщений

Пропускная способность канала определяется максимальным количеством символов, передаваемых ему в отсутствии помех. Эта характеристика зависит от физических свойств канала.  

Для удобства пользователей стали выпускаться, переносные и карманные компьютеры, подключенные к глобальной информационной сети Internet, чтобы пользователь мог получить необходимую информацию в любом месте, в удобное для него время.

Но так как потоки информации только увеличиваются, то для ее создания, обработки, хранения и передачи необходимо разрабатывать все новые и новые средства и приспособления. Существует множество компаний и корпораций, специализирующихся на разработках программного обеспечения, операционных систем, усовершенствовании и разработке новых более совершенных компьютеров, приспособлений для ввода и вывода информации, аксессуаров для удобства обращения с компьютером и ускорения обработки информации.

Что касается самой информации, то до сих пор одним из наиболее важных способов ее передачи между людьми служит документ. Информация, содержащаяся в документе, может быть предоставлена в различных формах, большая часть из которых отображается на различных носителях.

Сейчас, когда процесс создания и преобразования документов автоматизирован, можно оценить все преимущества этого метода. Каждый, кто работает с компьютером и имеет принтер, зачастую производит гораздо больше документов, чем его неавтоматизированный коллега. Это объективная реальность – автоматизация повышает производительность труда.                                          

 

 

Первая группа – это архивная информация. У каждого предприятия, фирмы имеется большое количество разработок в виде схем или чертежей и все они должны храниться в течение всего жизненного цикла изделия или могут использоваться как справочный материал, либо их хранения требует существующее законодательство. Архивная информация составляет львиную долю документов любого предприятия, и она всегда ценна, а иногда незаменима. Но, как правило, она не участвует в основном производственном процессе.

Вторая группа – чертежи выпускаемых изделий, разработанные без применения средств автоматизации. Обновление или редактирование этих чертежей – активная часть рабочего процесса. Увы, чертежи, выполненные на бумаге, приходится перечерчивать заново с использованием средств САПР.

Третья группа – документы ваших партнеров по бизнесу. Более того, зачастую бумажный документ является единственным носителем исходной информации для автоматизированных систем. Например, эскиз дизайнера, результат топографической съемки, рисунок художника, а так же архивные чертежи изделий, которые будут частично или полностью использоваться в новых проектах.

Изготовители сетевых средств защиты информации быстро откликнулись на потребности Internet, адаптировав существующие технологии аутентификации и шифрования для каналов связи Internet и разработав новые защитные продукты.

Каналы Internet, как и любые другие типы соединений, никогда не будут иметь стопроцентную гарантию безопасности. Вместо того, чтобы стремиться к полной безопасности, организации следует определить ценность подлежащей защите информации, соотнеся ее с вероятностью попытки несанкционированного доступа и затратами на реализацию различных мер защиты.

 

 

                                   2. Преобразование информации

 

Фундаментальное свойство информации — преобразуемость. Оно означает, что информация может менять способ и форму своего существования. Копируемость есть разновидность преобразования информации, при котором ее количество не меняется. В общем случае количество информации в процессах преобразования меняется, но возрастать не может.

Информацию можно классифицировать разными способами, и разные науки делают это по-разному. Например, в философии различают информацию объективную и субъективную. Объективная информация отражает явления природы и человеческого общества.

Для криминалистики, например, очень важно, что информация бывает полной и неполной, истинной и ложной, достоверной и недостоверной. Юристы рассматривают информацию как факты. Физики же рассматривают информацию как сигналы — для них наиболее важна передача информации, поскольку физика изучает законы природы, лежащие в основе распространения сигналов разных видов (оптических, звуковых, электромагнитных и других). Биология изучает методы обмена информацией между животными, генетика изучает передачу информации по наследству с помощью генов, а лингвистика изучает методы кодирования и выражения информации языковыми методами.

Преобразование информации из аналоговой формы в цифровую называют аналогово-цифровым преобразованием (АЦП).

1. Телевизор — это аналоговое  устройство. Внутри телевизора есть  кинескоп. Луч кинескопа непрерывно  перемещается по экрану. Чем сильнее  луч, тем ярче светится точка, в которую он попадает. Изменение  свечения точек происходит плавно  и непрерывно.

 

2. Монитор компьютера  тоже похож на телевизор, но  это устройство цифровое. В нем  яркость луча изменяется не  плавно, а скачком (дискретно). Луч  либо есть, либо его нет. Если  он есть, мы видим яркую точку (белую или цветную). Если луча  нет, мы видим черную точку. Поэтому  изображения на экране монитора  получаются более четкими, чем  на экране телевизора.

3. Проигрыватель грампластинок  — аналоговое устройство. Чем  больше высота неровностей на  звуковой дорожке, тем громче  звучит звук.

4. Телефон — тоже аналоговое  устройство. Чем громче мы говорим  в трубку, тем выше сила тока, проходящего по проводам, тем  громче звук, который слышит наш  собеседник.

К цифровым устройствам относятся персональные компьютеры — они работают с информацией, представленной в цифровой форме. Цифровыми также являются музыкальные проигрыватели лазерных компакт-дисков, поэтому музыкальные компакт-диски можно воспроизводить на компьютере.

3. Хранение информации

 

Информация передается в виде сигналов. Когда мы разговариваем с другими людьми, то улавливаем звуковые сигналы. Если мы смотрим в окно, наш глаз принимает световые потоки, отраженные от объектов окружающей природы. Световой поток — это тоже сигнал.

А как же информация хранится? Для того чтобы информацию сохранить, ее надо закодировать. Любая информация всегда хранится в виде кодов. Когда мы что-то пишем в тетради, мы на самом деле кодируем информацию с помощью специальных символов. Эти символы всем знакомы — они называются буквами.          И система такого кодирования тоже хорошо известна — это обыкновенная азбука. Жители других стран те же самые слова запишут по-другому (другими буквами) — у них своя азбука. Можно сказать, что у них другая система кодирования. В некоторых странах вместо букв используют иероглифы — это еще более сложный способ кодирования информации.

Можно кодировать и звуки. С одной из таких систем кодирования вы тоже хорошо знакомы: мелодию можно записать с помощью нот. Это не единственная система кодирования музыки. В давние времена на Руси музыку записывали с помощью так называемых «крюков» — это особая форма записи.

Хранить можно не только текстовую и звуковую информацию. В виде кодов хранятся и изображения. Если посмотреть на рисунок с помощью увеличительного стекла, то видно, что он состоит из точек — это так называемый растр. Координаты каждой точки можно запомнить в виде чисел. Цвет каждой точки тоже можно запомнить в виде числа. Эти числа могут храниться в памяти компьютера и передаваться на любые расстояния. По ним компьютерные программы способны изобразить рисунок на экране или напечатать его на принтере. Изображение можно сделать больше или меньше, темнее или светлее, его можно повернуть, наклонить, растянуть. Мы говорим о том, что на компьютере обрабатывается изображение, но на самом деле компьютерные программы изменяют числа, которыми отдельные точки изображения представлены в памяти компьютера.

Компьютеры предпочитают работать с цифровой информацией, а не с аналоговой. Так происходит потому, что цифровую информацию очень удобно кодировать, а значит, ее удобно хранить и обрабатывать.

Буква — это самая маленькая часть информации? Оказывается, нет. Существует много различных букв, и, для того чтобы компьютер мог различать буквы, их тоже надо кодировать. В телеграфной азбуке, например, буквы кодирую г с помощью точек и тире:

 

 

 

Точки и тире — это действительно самая малая часть информации, но в информатике кодом телеграфной азбуки не пользуются. Вместо точек и тире применяют нули и единицы — такой код называется двоичным.

Бит — это наименьшая единица информации, которая выражает логическое значение. Да или Нет и обозначается двоичным числом 1 или 0.

Если какая-то информация представлена в цифровом виде, то компьютер легко превращает числа, которыми она закодирована, в последовательности нулей и единиц, а дальше уже работает с ними. Вы тоже можете преобразовать любое число в двоичную форму.

Когда какая-то операция выполняется незаметно, говорят, что она выполняется прозрачно. Мы думаем, что компьютер работает с текстами, графикой, музыкой и видео, а на самом деле он работает с нулями и единицами, но для нас эта работа прозрачна, мы ее не замечаем и можем о ней не думать.

Бит — очень удобная единица для хранения информации в компьютере, но не очень удобная для обработки информации. Если мы покупаем в магазине хлеб, то продавец может выдать нам каждый батон отдельно, упаковав его в полиэтиленовый пакет. Но если мы покупаем орехи, разве он станет упаковывать отдельно каждый орех?