Понятие информации является основополагающим понятием информатики. Любая деятельность человека представляет собой процесс сбора и переработки информации, принятия на ее основе решении и их выполнения. С появлением современных средств вычислительной техники информация стала выступать в качестве одного из важнейших ресурсов научно-технического прогресса.
Информация содержится в человеческой речи, текстах книг, журналов и газет, сообщениях радио и телевидения, показаниях приборов и т. д. Человек воспринимает информацию с помощью органов чувств, хранит и перерабатывает ее с помощью мозга и центральной нервной системы. Передаваемая информация обычно касается каких-то предметов или нас самих и связана с событиями, происходящими в окружающем нас мире.
В рамках науки информация является первичным и неопределяемым понятием. Оно предполагает наличие материального носителя информации, источника информации, передатчика информации, приемника и канала связи между источником и приемником. Понятие информации используется во всех сферах: науке, технике, культуре, социологии и повседневной жизни. Конкретное толкование элементов, связанных с понятием информации, зависит от метода конкретной науки, цели исследования или просто от наших представлений.
Термин «информация» происходит от латинского informatio – разъяснение, изложение, осведомленность. Большой энциклопедический словарь[1] определяет информацию в исторической эволюции:
· первоначально – сведения, передаваемые людьми устным, письменным или другим способом (с помощью условных сигналов, технических средств и т. д.);
· с середины XX века – общенаучное понятие, включающее обмен сведениями между людьми, человеком и автоматом, обмен сигналами в животном и растительном мире (передача признаков от клетки к клетке, от организма к организму).
Более узкое определение дается в технике, где это понятие включает в себя все сведения, являющиеся объектом хранения, передачи и преобразования.
С понятием информации связаны такие понятия, как «сигнал», «сообщение» и «данные».
Сигнал (от латинского signum – знак) представляет собой любой процесс, несущий информацию.
Сообщение – это информация, представленная в определенной форме и предназначенная для передачи.
Данные – это информация, представленная в формализованном виде и предназначенная для обработки ее техническими средствами, например, ЭВМ.
Близкими к понятию информации являются понятия «знания» и «данные». Их, однако, следует различать. Знания – это информация, уже полученная и зафиксированная в мыслительной системе человека или в каком-либо другом носителе. Иными словами «знания» – это информация в покое, а «информация» – это знания в движении, в процессе передачи. В силу этого определения следует считать, что документ содержит в себе не «информацию», а «знания».
[1] Большой энциклопедический словарь. –2 -е изд., перераб. и дополн. – М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. – 1456 с.
Но поскольку эти «знания» имеют для нас ценность только в процессе их передачи человеку, то не является недопустимым нарушением логики ходячее выражение, что «документы содержат информацию». Ещё говорят, что «документы содержат данные». Согласно действующему государственному стандарту на термины в области информатики данные – это информация, представленная в форме, удобной для обработки. Здесь мы опять закрываем глаза на то, что было бы логичнее говорить не об «информации», а о «знаниях».
Информация, зафиксированная в компьютерной памяти, по необходимости является данными, поскольку она уже представлена в форме, обработанной компьютерным вводом. Эти данные часто называют кодами (машинными кодами).
Различают две формы представления информации – непрерывную и дискретную. Поскольку носителями информации являются сигналы, то в качестве последних могут использоваться физические процессы различной природы. Например, процесс протекания электрического тока в цепи, процесс механического перемещения тела, процесс распространения света и т. д. Информация представляется (отражается) значением одного или нескольких параметров физического процесса (сигнала), либо комбинацией нескольких параметров.
Сигнал называется непрерывным, если его параметр в заданных пределах может принимать любые промежуточные значения. Сигнал называется дискретным, если его параметр в заданных пределах может принимать отдельные фиксированные значения.
Следует различать непрерывность или дискретность сигнала по уровню и во времени (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Виды информационных процессов:
а – непрерывный по уровню и во времени сигнал Хнн;
б – дискретный по уровню и непрерывный во времени сигнал Хдн;
в – непрерывный по уровню и дискретный во времени сигнал Хнд;
г – дискретный по уровню и во времени сигнал Хдд
Наконец, все многообразие окружающей нас информации можно сгруппировать по различным признакам, т. е. классифицировать по видам. Например, в зависимости от области возникновения информацию, отражающую процессы и явления неодушевленной природы, называют элементарной, информацию, отражающую процессы животного и растительного мира – биологической, информацию, отражающую процессы человеческого общества – социальной.
Основными видами информации по ее форме представления, способам ее кодирования и хранения (что имеет наибольшее значение для информатики) являются:
· графическая или изобразительная – первый вид, для которого был реализован способ хранения информации об окружающем мире в виде наскальных рисунков, а позднее в виде картин, фотографий, схем, чертежей на бумаге, холсте, мраморе и других материалах, изображающих картины реального мира;
· звуковая – мир вокруг нас полон звуков, и задача их хранения и тиражирования была решена с изобретением звукозаписывающих устройств в 1877 г. (см., например, историю звукозаписи на сайте – http://radiomuseum.ur.ru/index9.html); ее разновидностью является музыкальная информация – для этого вида был изобретен способ кодирования с использованием специальных символов, что делает возможным хранение ее аналогично графической информации;
· текстовая – способ кодирования речи человека специальными символами -буквами, причем разные народы имеют разные языки и используют различные наборы букв для отображения речи; особенно большое значение этот способ приобрел после изобретения бумаги и книгопечатания;
· числовая – количественная мера объектов и их свойств в окружающем мире. Особенно большое значение приобрела с развитием торговли, экономики и денежного обмена. Аналогично текстовой информации для ее отображения используется метод кодирования специальными символами – цифрами, причем системы кодирования (счисления) могут быть разными;
· видеоинформация – способ сохранения «живых» картин окружающего мира, появившийся с изобретением кино.
Существуют также виды информации, для которых до сих пор не изобретено способов их кодирования и хранения – это тактильная информация, передаваемая ощущениями, органолептическая, передаваемая запахами и вкусами и др.
Для передачи информации на большие расстояния первоначально использовались кодированные световые сигналы, с изобретением электричества – передача закодированного определенным образом сигнала по проводам, позднее – с использованием радиоволн.
Создателем общей теории информации и основоположником цифровой связи считается Клод Шеннон (Claude Shannon). Всемирную известность ему принес фундаментальный труд 1948 года – «Математическая теория связи», в котором впервые обосновывается возможность применения двоичного кода для передачи информации.
С появлением компьютеров (или, как их вначале называли в нашей стране, ЭВМ – электронные вычислительные машины) вначале появилось средство для обработки числовой информации. Однако в дальнейшем, особенно после широкого распространения персональных компьютеров, компьютеры стали использоваться для хранения, обработки, передачи и поиска текстовой, числовой, изобразительной, звуковой и видеоинформации. С момента появления первых персональных компьютеров (80-е годы XX века) – до 80% их рабочего времени посвящено работе с текстовой информацией.
Хранение информации при использовании компьютеров осуществляется на различные устройства, о них речь пойдет далее. Эти методы постоянно совершенствуются, изобретаются новые устройства и носители информации. С помощью компьютера возможно создание и хранение новой информации любых видов, для чего служат специальные программы, используемые на компьютерах, и устройства ввода информации.
Особым видом информации в настоящее время можно считать информацию, представленную в глобальной сети Интернет. Здесь используются особые приемы хранения, обработки, поиска и передачи распределенной информации больших объемов и особые способы работы с различными видами информации. Постоянно совершенствуется программное обеспечение, обеспечивающее коллективную работу с информацией всех видов.
Итак, подведем итоги нашему рассуждению и дадим определение понятию «информация»:
1) сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, воспринимаемые человеком или специальным устройством;
2) сообщения, осведомляющие о положении дел, о состоянии чего-нибудь. (научно-техническая и газетная информации, средства массовой информации – печать, радио, телевидение, кино).