1. Поняття інформації. Предмет інформатики.

Різні рівні уявлень про інформацію

Поняття «інформація» є одним із фундаментальних у сучасній науці взагалі і базовим для інформатики, що вивчається нами. Інформацію поряд з речовиною та енергією розглядають як найважливішу сутність світу, в якому ми живемо.

Слово «інформація» з'явилося XVII столітті і походить від латинського «informatio», у буквальному перекладі що означає «уявлення, поняття щось». Інформація як одиниця мови – поняття – «думка про предмети та явища дійсності, що відображає їх загальні та суттєві ознаки…». Між поняттями та словами, що позначають, наприклад, конкретні предмети чи процеси, є певні відмінності. Тут доцільно навести учням такий приклад. Так, у Сонячну систему входять Меркурій, Венера, Земля, Марс, …, Плутон. Спільною для них ознакою є те, що вони видно як зірки, що блукають по небу – планети. Меркурій,…, Плутон – позначення конкретних космічних тіл. Планета – поняття. Серед понять особливе місце посідають наукові поняття.

Поняття - думка про предмети та явища, що відображає їх загальні та суттєві ознаки

Поняття «інформація» є одним із фундаментальних у сучасній науці взагалі та базовим для інформатики. Інформацію поряд з речовиною та енергією розглядають як найважливішу сутність світу, в якому ми живемо.

Інформація – відомості про об'єкти та явища навколишнього середовища, їх параметри, властивості та стан, які зменшують наявний про них ступінь невизначеності, неповноти знань.

Інформація є предметом уваги низки наук. Існує безліч визначень інформації, і сьогодні їх налічується понад сто. Єдиної уваги, визнаної у всіх галузях наукових знань, поки що немає, і наврядчи воно необхідне. У найбільш загальному вигляді інформацію вивчає філософія. За тридцять з невеликим років у цій галузі склалося два напрями, два підходи, дві концепції. У першій інформація розглядається як невід'ємна частина матеріального світу, як його атрибут, подібний до маси, енергії тощо. Друга трактує інформацію виключно як процес. Обидві теорії не суперечать одна одній, а доповнюють.

У прикладному плані, мабуть, найглибше інформацію досліджує кібернетика – наука про управління. Тут інформація розуміється як компонент системи, що спрямовує її діяльність у той чи інший бік.

В інформатиці нас насамперед цікавить визначення Шеннона.Згідно з американським вченим та інженером Клодом Шенноном, інформація - це знята невизначеність.Шеннон вперше ввів таке трактування в теорії зв'язку. Пізніше вона знайшла застосування у всіх галузях науки, де відіграє роль передача інформації у найширшому значенні цього слова, зокрема, в математичній теорії інформації, велику роль у становленні якої відіграв і великий український науковець – математик О.М. Колмогори.

Згідно з Шенноном, інформативність повідомлення характеризується корисною інформацією, що міститься в ньому, тобто тією частиною повідомлення, яка знімає повністю або зменшує існуючу до їх отримання невизначеність будь-якої ситуації.

Інформаційний процес визначається як сукупність дій, які проводяться над інформацією для отримання будь-якого результату. В даний час виділено типові дії над інформацією, загальні для різних систем: обробка, передача, зберігання.

Процес обробки інформації може являти собою:

пошук та відбір інформації у різних джерелах. Пошук інформації віднесено до процесу обробки,оскільки при його здійсненні, незалежно від того, здійснюється це вручну або за допомогою комп'ютера, відбувається процес ідентифікації наявної (знайденої) інформації з необхідною відповідно до певних умов пошуку;
одержання нової інформації. При вирішенні завдань будь-якої дисципліни людина, обробляючи наявні вихідні дані відповідно до необхідного результату, одержує деяку нову інформацію. Отримання нової за змістом інформації з вихідної інформації можливо шляхом математичних обчислень, і логічних міркувань.
кодування (упаковка) інформації. Нині досить поширений процес кодування, тобто. перетворення інформації з однієї символьної форми на іншу, зручну для її обробки, зберігання або передачі. До цієї діяльності можна зарахувати упаковку (архівування), шифрування з використанням різних алгоритмів.

Процес передачі інформації є створення копії інформації на відстані від вихідного місця зберігання. Інформація передається у вигляді повідомлень, що визначають форму і подання інформації, що передається. Прикладами повідомлень є музичний твір; телепередачі. При цьому передбачається, що є «джерело інформації» та «одержувач інформації». Повідомлення від джерела до одержувача передається у вигляді якого-небудь середовища, що є у разі «каналом зв'язку». Так, при передачі мовного повідомлення як канал зв'язку можна розглядати повітря, в якому поширюються звукові хвилі, а у разі передачі письмового повідомлення (наприклад, тексту, роздрукованого на принтері) каналом повідомлення можна вважати аркуш паперу, на якому надруковано текст.

Щоб повідомлення було передано від джерела до одержувача, потрібна деякаматеріальна субстанція - носій інформації. Повідомлення, яке передається за допомогою носія, - сигнал. У загальному випадку сигнал — це фізичний процес, що змінюється в часі. Сигнал може характеризуватись кількома параметрами. Один із параметрів може бути використаний для подання повідомлень.

У випадку, коли параметр сигналу приймає послідовне в часі кінцеве число значень (при цьому вони можуть бути пронумеровані), сигнал називається дискретним, а повідомлення, що передається за допомогою таких сигналів, - дискретним повідомленням. Якщо джерело виробляє безперервне повідомлення (відповідно параметр сигналу — безперервна функція від часу), то відповідна інформація називається безперервною. Приклад дискретного повідомлення – текст книги, безперервного повідомлення – людська мова, що передається звуковою хвилею.

Безперервне повідомлення може бути подано безперервною функцією, заданою на відрізку .

Безперервне повідомлення можна перетворити на дискретне (така процедура називається дискретизацією). Таким чином, будь-яке безперервне повідомлення може бути представлене як дискретне, інакше кажучи, послідовність символів деякого алфавіту.

До процесузберігання інформаціїможна віднести:

розміщення (накопичення). Інформація, отримана в результаті пошуку, розміщується на якомусь носії інформації, відбувається її накопичення. Процес, внаслідок якого інформація виявляється на носії у вигляді, придатному для подальшого вилучення, називається розміщенням. Таким чином ми створюємо деякий інформаційний ресурс.
корекцію. Інформація у сховищах потребує корекції з різних причин, таких як: механічні пошкодження або зміни властивостей носія, старіння інформації, модернізаціяструктури для оптимізації доступу до інформації та ін.
доступ. Організація оптимального доступу до різної цінності інформації з використанням процедур захисту від несанкціонованого доступу.

Безперервна та дискретна інформація

Щоб повідомлення було передано від джерела до одержувача, потрібна деяка матеріальна субстанція – носій інформації. Повідомлення, яке передається за допомогою носія, назвемо сигналом. У загальному випадку, сигнал – це фізичний процес, що змінюється в часі. Такий процес може містити різні характеристики (наприклад, при передачі електричних сигналів можуть змінюватися напруга та сила струму). Та з характеристик, яка використовується для подання повідомлень, називається параметром сигналу.

Якщо джерело виробляє безперервне повідомлення (відповідно параметр сигналу – безперервна функція у часі), відповідна інформація називається безперервною.

Приклад дискретного повідомлення – процес читання книжки, інформацію у якій представлена текстом, тобто. дискретною послідовністю окремих значків (літер).

Приклад безперервного повідомлення – людська мова, що передається звуковий хвилею, параметром сигналу у разі є тиск, створюваний цією хвилею у точці знаходження приймача – людського вуха.