Что имеет место при информационном процессе. Информационный процесс, понятие. Основные элементы информационного процесса

I. Понятие информации. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации. 1

1.1. Основные понятия информатики. 1

1.2. Информация. Информационные процессы.. 2

1.3. Свойства и виды информации. 4

II. Технические средства реализации информационных процессов. 5

2.1. История развития вычислительной техники. 5

2.2. Архитектура ЭВМ... 6

2.3. Состав и назначение основных элементов персонального компьютера. 8

2.3 Устройства ввода/вывода данных, их разновидности и основные характеристики. 12

VIIПрограммное обеспечение ЭВМ... 15

7.1. Основные понятия. Программный продукт. 15

7.2. Общая классификация программного обеспечения ЭВМ... 16

7.3. Системное программное обеспечение. 17

7.4. Инструментарий технологии программирования. 20

7.5. Прикладное программное обеспечение. 22

VIII. Компьютерные сети. 23

8.1. Введение в компьютерные сети. 23

8.2. Структура компьютерной сети. 24

8.3. Классификация компьютерных сетей. 27

III. По физической топологии. 28

8.4. Адресация в КС.. 29

IX. Основы защиты информации. 31

9.1. Цели и направления защиты информации. 31

9.2. Система безопасности информации. 31

9.3. Основные методы защиты информации. 31

Вопросы к экзамену. 36

Теоретическая часть. 36

Практическая часть. 36

I. Понятие информации. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации

Основные понятия информатики

Информатика – научная дисциплина, изучающая вопросы, связанные с поиском, сбором, хранением, преобразованием информации в самых разных сферах человеческой деятельности.

Генетически информатика связана с вычислительной техникой, компьютерными системами и сетями, так как именно компьютеры позволяют порождать, хранить и автоматически перерабатывать информацию в таких количествах, что научный подход к информационным процессам становится одновременно необходимым и возможным.

В качестве источников информатики можно назвать две науки – документалистику и кибернетику.

Документалистика сформировалась в конце 19 века в связи с бурным развитием производственных отношений. Ее расцвет пришелся на 20-30 годы 20 века, а основным предметом стало изучение рациональных средств и методов повышения эффективности документооборота.

После второй мировой войны возникла и начала бурно развиваться кибернетика.

Кибернетика – это наука об общих принципах управления в живых и искусственных системах: технических, биологических, социальных и др.

Рождение кибернетики принято связывать с опубликованием в 1948 году американским математиком Норбертом Винером книги «Кибернетика или управление и связь в животном и машине». В этой книге были показаны пути создания общей теории управления и заложены основы методов рассмотрения проблем управления и связи для различных систем с единой точки зрения. Сам термин «кибернетика» происходит от греческого слова kiberneticos – искусный в управлении.

Развиваясь одновременно с развитием электронно-вычислительных машин (ЭВМ), кибернетика со временем превращалась в более общую науку о преобразовании информации.

Вслед за термином “кибернетика” в мировой науке стало использоваться англязычное – Computer science – наука о компьютерной технике.

Позднее в 70-х годах французы ввели термин informatique , образованный путем слияния information (информация) и automatique (автоматика), и обозначающий – наука об автоматической обработке информации.

Главная функция информатики – разработка методов и средств преобразования информации и их использования в организации технологического процесса переработки информации.

Задачи информатики:

· Исследование информационных процессов любой природы.

· Разработка информационной техники и создание новейшей технологии переработки информации на базе полученных результатов исследования информационных процессов.

· Решение научных и инженерных проблем создания, внедрения и обеспечения эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах общественной жизни.

Информация. Информационные процессы

Термин “информация ” происходит от латинского informatio, что означает разъяснение, осведомление, изложение

Понятие информация является одним из фундаментальных в современной науке вообще и базовым для информатики. Информацию наряду с веществом и энергией рассматривают в качестве важнейшей сущности мира, в котором мы живем. Однако если задаться целью формально определить понятие «информация», то сделать это будет чрезвычайно сложно. Аналогичными «неопределяемыми» понятиями, например, в математике является «точка» или «прямая». Так, можно сделать некоторые утверждения, связанные с этими математическими понятиями, но сами они не могут быть определены с помощью более элементарных понятий.

В широком смысле информация – это общенаучное понятие, включающее в себя обмен сведениями между людьми, обмен сигналами между живой и неживой природой, людьми и устройствами.

Информация – сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают степень неопределенности, неполноты имеющихся о них знаний.

Одной из важнейших разновидностей информации является информация экономическая. Ее отличительная черта – связь с процессами управления коллективами людей, организацией. Экономическая информация сопровождает процессы производства, распределения, обмена и потребления материальных благ и услуг.

Экономическая информация – совокупность сведений, отражающих социально-экономические процессы и служащих для управления этими процессами и коллективами людей в производственной и непроизводственной сфере.

С понятием информация связаны такие понятия, как сообщение, сигнал, данные .

Сообщение – это информация, передаваемая в определенной форме представления.

Примерами сообщений являются музыкальное произведение; телепередача; команды регулировщика на перекрестке; текст, распечатанный на принтере; данные, полученные в результате работы составленной вами программы и т.д.

Можно привести следующую классификацию форм представления информации человеком :

· Текст на естественном языке в устной или письменной форме.

· Графическая форма : рисунки, схемы, чертежи, карты, графики, диаграммы.

· Символы формального языка : числа, математические формулы, ноты, химические формулы и пр.

Одно и то же информационное сообщение (статья в газете, объявление, письмо, телеграмма, справка, рассказ, чертёж, радиопередача и т.п.) может содержать разное количество информации для разных людей - в зависимости от их предшествующих знаний, от уровня понимания этого сообщения и интереса к нему.

Так, сообщение, составленное на японском языке, не несёт никакой новой информации человеку, не знающему этого языка, но может быть высокоинформативным для человека, владеющего японским. Никакой новой информации не содержит и сообщение, изложенное на знакомом языке, если его содержание непонятно или уже известно.

Информация есть характеристика не сообщения, а соотношения между сообщением и его потребителем . Без наличия потребителя, хотя бы потенциального, говорить об информации бессмысленно.

В случаях, когда говорят об автоматизированной работе с информацией посредством каких-либо технических устройств, обычно в первую очередь интересуются не содержанием сообщения, а тем, сколько символов это сообщение содержит.

Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т.п.), несущую смысловую нагрузку и представленную в понятном компьютеру виде. Каждый новый символ в такой последовательности символов увеличивает информационный объём сообщения.

Действия, выполняемые с информацией, называютсяинформационными процессами.

Информационные процессы: поиск, сбор, хранение, передача, обработка, использование, защита и некоторые другие. Среди перечисленных можно выделить три основных типа информационных процессов: хранение, передача, обработка . Остальные информационные процессы в той или иной мере можно отнести к одному из трех типов.

1) Хранение информации . С процессом хранения информации связано понятие носителя .

Носитель – это среда для записи и хранения информации.

Виды носителей :

1) вещественные объекты : графитовый, чернильный или иной след на бумаге, дерево, камень, шнур – для хранения информации может использоваться либо количество объектов (щепок, камешков), либо изменение их (зарубки, срезы, узелки), бородка ключа с выемками и бороздками, соответствующими замку, оптический диск с нанесенными неровностями поверхности и т.д.;

2) волны и поля различной природы : акустические (звуковые) волны, электромагнитные волны (свет, радиоволны, низкочастотные электромагнитные колебания и др.), электростатический заряд, гравитационное поле (тяготение) и т.д.;

3) состояние вещества : температура, давление, объем (изменение объема столбика жидкости в термометре дает информацию о температуре), концентрация раствора, уровень намагниченности (участки с разной намагниченностью ферропокрытия магнитных лент и дисков), состояние нервных волокон человеческого мозга и т.д.

2) Обработка информации – это преобразование одного вида информации в другой по строгим формальным правилам.

Примеры такой обработки информации.

· Получение новой информации из исходной путем выполнения над нею математических и логических операций (вычисление дискриминанта квадратного уравнения и определение наличия его корней в результате сравнения дискриминанта с нулем).

· Представление информации в различных формах без изменения содержания (текст, записанный на разных языках или в зашифрованном виде).

· Расположение информации в определенном порядке (сортировка по алфавиту).

· Поиск информации, удовлетворяющей заданным требованиям, в большом информационном массиве (книги по заданной теме в библиотеке, номер авиарейса в нужном направлении в подходящее время).

3) Передача информация осуществляется в виде сообщений от некоторого источника информации к её приёмнику посредством канала связи между ними. Так, при передаче речевого сообщения в качестве такого канала связи можно рассматривать воздух, в котором распространяются звуковые волны, а в случае передачи письменного сообщения (например, текста, распечатанного на принтере) каналом сообщения можно считать лист бумаги, на котором напечатан текст.

Передача информации по каналам связи часто сопровождается воздействием помех , вызывающих искажение и потерю информации, в этом случае предусматривают защиту от помех.

Сигнал – способ передачи информации. Он представляет собой физический процесс, имеющий информационное значение.

Источник посылает передаваемое сообщение , которое кодируется в передаваемый сигнал . Этот сигнал посылается по каналу связи . В результате в приёмнике появляется принимаемый сигнал , который декодируется и становится принимаемым сообщением .

С позиции информатики ей важен факт регистрации сигналов. Результат регистрации сигналов информатика рассматривает как данные.

Таким образом, в информатике данные - это зарегистрированные сигналы.

Данные – это информация, представленная в формализованном виде и предназначенная для обработки ее техническими средствами, например, ЭВМ.

Свойства и виды информации

Для потребителя информации очень важны следующие ее свойства:

Достаточность (полнота ) информации означает, что она содержит минимальный, но достаточный для принятия правильного решения состав (набор показателей).

Доступность информации восприятию пользователя обеспечивается выполнением соответствующих процедур ее получения и преобразования. Например, в информационной системе информация преобразовывается к доступной и удобной для восприятия пользователя форме.

Актуальность информации определяется степенью сохранения ценности информации для управления в момент ее использования и зависит от динамики изменения ее характеристик и от интервала времени, прошедшего с момента возникновения данной информации.

Своевременность информации означает ее поступление не позже заранее назначенного момента времени, согласованного со временем решения поставленной задачи.

Точность информации определяется степенью близости получаемой информации к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т.п.

Достоверность информации определяется ее свойством отражать реально существующие объекты с необходимой точностью. Измеряется достоверность информации доверительной вероятностью необходимой точности, т.е. вероятностью того, что отображаемое информацией значение параметра отличается от истинного значения этого параметра в пределах необходимой точности.

Устойчивость информации отражает ее способность реагировать на изменения исходных данных без нарушения необходимой точности.

Также можно отметить такие свойства как объективность, полезность (ценность), понятность, адекватность.

Классифицировать информацию можно по разным признакам.

По способу восприятия :

1) зрительная (визуальная) – воспринимаемая с помощью глаз;

2) звуковая (аудиальная) – воспринимаемая на слух;

3) тактильная – воспринимаемая с помощью осязания, на ощупь;

4) вкусовая – восприятие вкусовых ощущений;

5) обонятельная – восприятие запахов.

По форме представления :

1) текстовая;

2) числовая;

3) графическая;

4) звуковая.

По месту возникновения :

1) входная – информация, поступающая в фирму или ее подразделения;

2) выходная – информация, поступающая из фирмы в другую фирму, организацию (подразделение);

3) внутренняя – информация возникает внутри объекта;

4) внешняя – информация за пределами объекта.

Пример: содержание указа правительства об изменении уровня взимаемых налогов для фирмы является, с одной стороны, внешней информацией, с другой стороны – входной. Сведения фирмы в налоговую инспекцию о размере отчислений в госбюджет являются, с одной стороны, выходной информацией, с другой стороны – внешней по отношению к налоговой инспекции.

По стадии обработки :

1) первичная – информация, которая возникает непосредственно в процессе деятельности объекта и регистрируется на начальной стадии;

2) вторичная – информация, которая получается в результате обработки первичной информации и может быть промежуточной и результативной;

3) промежуточная информация используется в качестве исходных данных для последующих расчетов;

4) результативная информация получается в процессе обработки первичной и промежуточной информации и используется для выработки управленческих решений.

По стабильности :

1) переменная информация отражает фактические количественные и качественные характеристики производственно-хозяйственной деятельности фирмы; она может меняться для каждого случая как по назначению, так и по количеству, например, количество произведенной продукции за смену, еженедельные затраты на доставку сырья и т.п.;

2) постоянная (условно-постоянная) – это неизменяемая и многократно используемая в течении длительного периода времени информация. Она делиться на справочную (номер цеха, табельный номер сотрудника), нормативную (размер налога на прибыль, размер минимальной оплаты труда) и плановую (план подготовки специалистов, план выпуска продукции).

По функциям управления обычно классифицируют экономическую информацию :

1) плановая – информация о параметрах объекта управления на будущий период (план выпуска продукции, ожидаемый спрос на продукцию);

2) нормативно-справочная информация содержит нормативные и справочные данные (оклад служащего, адрес поставщика или покупателя, среднедневная оплата рабочего по разряду);

3) учетная – информация, которая характеризует деятельность фирмы за определенный прошлый период времени (количество проданной продукции за определенный период времени);

4) оперативная (текущая) – информация, используемая в оперативном управлении и характеризующая производственные процессы в текущий (данный) период времени (количество изготовленных деталей за час, смену; объем сырья от поставщика на начало рабочего дня).

Урок. Информационные процессы

ВОПРОСЫ:

Что такое информация?

Каким образом человек воспринимает информацию?

Каким образом человек может улучшить восприятие информации?

Что нужно сделать, чтобы информация появилась?

Что можно сделать с имеющейся у нас информацией?

Что можно сделать с информацией, находящейся у другого?

Что нужно сделать, чтобы сопоставить несколько информаций?

ВЫВОД: Понятие информации во всех без исключения сферах предполагает получение, передачу, обработку и хранение информации.

I . Обмен информацией

Человек начал использовать информацию уже на самых первых этапах своего существования. В доисторический период, когда люди добывали пищу в основном за счет охоты, они криками предупреждали друг друга об опасности, призывали на помощь, голосом, свистом или стуком в подобие барабана подава­ли сигналы для согласованного нападения на крупную добычу и т. д.

В дальнейшем старшие и более опытные стали учить молодых изготавливать каменные и костяные орудия, обучали их практическим приемам охоты и др. Таким образом, появилась осмысленная речь, а с ней и возможность передавать другим опыт и знания, т. е. способность обмениваться информацией .

Затем человек стал обрабатывать почву и сеять хлеб, смог приручить диких животных, научился строить жилища, короче говоря, человек стал не просто брать готовое, а начал сам производить то, что ему необходимо. Так начался прогресс чело­вечества и его быстрое развитие. Значение информации возросло во много раз.

В процессе общения с други­ми людьми человек передает и получает информацию.

Сообщение – информация представленная в определенной форме (речь, текст, изображение, цифровые данные, график, таблица) и предназначенная для передачи информации.

Восприниматься сообщение тоже может по-разному различными людьми в зависимости от их подготовленности и интересов. Пример: Слова «хорошая погода» могут означать и солнечную погоду, и морозный зимний день, и дождь.

Восприятие и представление информации

Человек воспринимает окружающий мир (получает информацию) с помощью органов чувств. Существуют различные способы восприятия информации человеком. Они зависят от того, через какие органы поступает информация:

орган	способ восприятия	вид
зрения	визуальная	изображение
слуха	аудиальная	звук
осязания	тактильная	тактильные ощущения
вкусовые рецепторы	вкусовая	вкусовые ощущения
обоняния	обонятельная	запах

Наибольшее коли­чество информации (около 90%) человек получает с помо­щью зрения, около 9% - с помощью слуха и только 1% с помощью других органов чувств (обоняния, осязания и вку­са). Для повышения чувствительности своих органов современные люди используют различные измерительные приборы и сложные системы наблюдения и регистрации.

Передача и получение информации происходит по следующей схеме:

	Источник информации	Посылает сообщение
	Приемник информации	Принимает сообщение
	Канал связи	Передает сообщение

ВОПРОС: Приведите примеры источников информации

Информацию мы извлекаем из учебников и книг, газет и журналов, телепередач и кинофильмов.

Источники и приемники информации могут быть:

ü одушевленными (животное, человек)и неодушевленными (ПК, телевизор)

ü явными (учитель - ученик) и косвенными (шум воды может говорить о близости водопада)

Каналом связи - между приемником и источником может быть как телекоммуникационный канал, так и воздух, переносящий звуковые и радиоволны.

Пример 1. Сообщение, содержащее информацию о прогнозе погоды, передается приемнику (телезрителю) от источника (специалиста-метеоролога) посредством канала связи – телевизионной аппаратуры и телевизора.

Пример 2. Открываем дверь ключом. Источник – ключ, приемник – замок, помехи – не соответствие формы ключа форме отверстия замка.

ЗАДАНИЯ:

1) Сообщение, содержащее информацию о прогнозе погоды, передается телезрителю (?) от метеоролога (?) посредством телевизионной аппаратуры (?)

2) Перед посадкой самолета бортинженер поручил стюардессе сделать объявление пассажирам: "Сейчас в городе идёт дождь, температура воздуха два градуса".

Кем является стюардесса?

Кем является пассажиры?

Кем является бортинженер?

3) Капитан спрашивает матроса: «Работает ли маяк?». Матрос отвечает: "То загорается, то погаснет!"

Чем является маяк в данной ситуации?

А матрос?

А капитан?

II . Обработка информации

Человеческое мышление можно рассматривать как процессы обработки информации в мозгу человека. На основе информации, полученной с помощью органов чувств, и теоретических знаний, приобретенных в процессе обучения, человек создает информационные модели окружающего мира. Такие модели позволяют человеку ориентироваться в окружающем мире и принимать правильные решения для достижения поставленных целей.

– получение новых данных

Ø Вычисление. Решение задачи – найти гипотенузу прямоугольного треугольника, по двум сторонам.

Ø Логическое рассуждение. Доказательство теоремы

Ø Поиск

- преобразование данных

Ø Кодирование – преобразование из одной формы в другую (азбука Морзе…)

Ø Сортировка – упорядочивание (например, по алфавиту)

Ø Структурирование (организация по какому-либо правилу, связывающему ее в единое целое)

Пример 1. «В древности люди решили, что каждой цифре от 1 до 9 соответствует Солнце или планета Солнечной системы: 1 – Солнце, 2 – Луна, 3 – Марс, 4 – Меркурий, 5 – Юпитер – 6 – Венера, 7 – Сатурн, 8 – Уран, 9 – Нептун. Последовательно складывая цифры даты своего рождения можно определить «свою» планету.

24.10.1989 = 2 + 4 + 1 + 0 + 1 + 9 + 8 + 9 = 34 = 3 + 4 = 7 - Сатурн

Входная обработка выходная

Информация информация

III . Хранение информации

Развитие человечества не было бы возможным без сохранения знаний. Полученная человеком информация в форме зрительных, слуховых и других образов хранится в его памяти.

Человеческий разум является самым совершенным инструментом познания мира, а память человека – великолепное устройство для хранения информации.

Чтобы информация стала достоянием многих людей, необходимо иметь возможность хранить ее помимо памяти одного человека. Необходим какой-либо материальный объект, предназначенный для хранения информации – носитель информации.

Носитель информации – среда для записи и хранения информации:

ü Любой материальный предмет (бумага, глиняные, восковые и деревянные таблички, береста, папирус, кожа, камень, узелки на веревке, печатные книги, фотопленка, кинопленка)

ü Волны различной природы (световая волна)

ü Акустические носители

ü Электромагнитные носители

ü Гравитационные носители

ü Вещество в различном состоянии

ü Компьютерные носители (магнитные диски, оптические диски, винчестер, флэш-карта)

Примерами упорядоченного хранения информации является записная книжка, оглавление в книге, словари, расписание, каталоги.

ИТАК, передача, обработка и хранение информации происходит в форме :

сигналов	знаков
ü по физической природе (световой, тепловой, электромагнитный, звуковой, механический, биохимический) ü по способу восприятия (зрительный, слуховой, осязательный, вкусовой, болевой, физиологический)	ü алфавит любого языка ü знаки языка жестов ü коды и шифры ü ноты ü и т.д.

Информационные процессы в технике

Информационные процессы характерны не только для природы, человека и общества, но и для техники. Нормальное функционирование технических устройств связано с процессами управления, которые включают в себя получение, хранение, преобразование и передачу информации. В некоторых случаях главную роль в процессе управления выполняет человек (например, вождение автомобиля), в других управление берет на себя само техническое устройство (например, кондиционер).

Информационные процессы в природе

Второе начало термодинами­ки, один из основных законов классической физики, утверждает, что если какую-либо систему «предоставить самой себе» и убрать все внешние воздействия (такую систему называют «закрытой»), то эта система будет стремиться к состоянию термодинамического равновесия. Составляющие ее элементы «перемешиваются», разрушается их структура и наступает полный беспорядок - хаос. Энтропия системы, которая является мерой беспорядка, возрастает, а информация (антиэнтропия), которая является мерой упорядоченности, уменьшается. В соответствии с такой точкой зрения нашу Вселенную ждет «тепловая смерть», то есть прекращение каких-либо изменений и развития.

Однако, по крайней мере, на нашей планете многое происходит наоборот: идет саморазвитие, эволюция живой природы, то есть повышение сложности и разнообразия живых систем. Жизнь является системой открытой, многообразными путями в нее поступают и вещество, и энергия, и информация. Потребляя энергию солнечного излучения в процессе фотосинтеза, растения строят сложные биологические молекулы из простых неорганических, далее животные, поедающие растения и друг друга, создают все более сложные живые структуры и так далее.

Таким образом, энтропия в живой природе уменьшается, а информация (антиэнтропия) - увеличивается.

Получение и преобразование информации является условием жизнедеятельности любого организма. Даже простейшие одноклеточные организмы постоянно воспринимают и используют информацию, например, о температуре и химическом составе среды для выбора наиболее благоприятных условий существования. Биологи образно говорят, что «жи­вое питается информацией», создавая, накапливая и активно используя ее.

Рассмотрим примеры информационных процессов, заполнив таблицу:

Процесс	Передача		Носитель	Как обрабатывается (помехи)
	источник	приемник
Животные, охраняя свою территорию, оставляют пахучие метки	Метка	Другое животное	Растение	Другое животное сравнивает со своим запахом и делает вывод, что запах не его
Летучая мышь ориентируется в пространстве, испуская ультразвуковые волны	препятствие	мышь	Волна	Мозгом мыши
Банк располагает данными о своих вкладчиках	БД «Вкладчики»	Банковский служащий	На дисках ПК или бумаге	Процессором по спец. программе

Приведите примеры каждого из названных процессов для живой и неживой природы:

Хранение

Передача / получение

Обработка

Домашнее задание – конспект, заполнить таблицу:

Процесс	Передача		Носитель	Как обрабатывается (помехи)
	источник	приемник
Петя решает задачу по математике
Петя играет в компьютерную игру
Открытие двери ключом
Автоматическое управление полетом ракеты

Вся история развития человеческой деятельности неразрывно связана с развитием передачи и обработки информации. Очень важным для жизни каждого человека и общества в целом есть сохранение данных. Еще в глубокой древности люди столкнулись с необходимостью сохранения сведений.

Термины и определения

Информация - это сведения об объектах окружающего мира, которые воспринимаются человеком, животным, растительным миром или специальным устройством.

Носитель - это физическая среда, на которой или внутри которой можно зафиксировать сведения.

Информационные технологии - это совокупность средств и методов сбора, обработки, хранения, передачи и защиты сведений.

Информационный процесс: примеры в системах

Рассмотрим такую знакомую всем искусственную систему, как библиотека. В ней осуществляется по меньшей мере четыре основных информационных процесса:

• хранение - книги и другие печатные материалы расположены в помещении библиотеки;
• поиск - когда читатель заказывает книгу, библиотекарь должен отыскать ее;
• передача - представленные в книге сведения, передаваемые читателю;
• обработка - когда в библиотеку поступает новая литература, данные о которой заносят в каталог; читая, читатель обрабатывает данные, тем самым и происходит информационный процесс.

Примеры таких же процессов мы можем наблюдать и в технической системе, скажем, в системе мобильной связи. Одним из важнейших является процесс использования данных, благодаря которому удовлетворяются информационные потребности систем и их элементов.

Информационная система - это элементы (оборудование, программное обеспечение, данные) которые, взаимодействуя между собой, предоставляют пользователям нужную информацию как тот или иной информационный процесс. Примеры использования сегодняшних информационных систем можно встретить повсюду: на предприятиях, в банках и учреждениях. Они помогают осуществлять учет, предоставляют сведения работникам и обеспечивают работу промышленного оборудования (автоматических линий, станков и т. д.).

Обучение основам информационных технологий

Для примера будет рассмотрена учебная тема "Информация и информационные процессы" (последние формулируются в виде требований к знаниям и умениям учеников).

Ученики должны знать понятие информационных технологий; названия и назначения основных систем программного обеспечения.

Также учащиеся должны уметь зафиксировать предметную область и ее объекты, выбрать и подобрать (или разработать) методы для решения данной задачи в конкретной предметной области.

На всех этапах развития общества подобные технологии использовались для обеспечения обмена данными между людьми, отражали соответствующий уровень и возможности использования систем регистрации, хранения, обработки и передачи данных, тем самым развивался информационный процесс.

Примеры в информатике задач по освоению школьного курса:

• ознакомить учащихся с понятием информационных технологий;
• сформировать понятие о технологии как о совокупности методов, средств и приемов, что используются для решения задач в конкретной предметной области;
• овладеть основными с персональным компьютером;
• показать роль и место информационных технологий в современном обществе.

Методика обучения информационным технологиям

Основные знания по изучению информационных технологий - это компьютерная информация, информационные процессы. 8 класс средней школы - это начальный уровень получения этих умений. Отметим основные пункты по методике получения таких знаний.

1. Использовать с целью выбора для изучения программных средств и технологий решения задач по конкретным предметным областям.
2. Разработать систему упражнений для решения задач из разных предметных областей.
3. Необходимо выделить основные дидактические единицы для обучения новых технологий.
4. Использовать информационные технологии и процессы для изучения программных средств единого интерфейса. которые не основаны на графическом интерфейсе пользователя (GUI от английского Graphic User Interface), имеют командную структуру, в основе которой лежит иерархическое меню.
5. Целесообразно сразу знакомить учащихся с терминами: что такое информация и информационные процессы, информатика, ознакомить их с профессиональными инструментальными средствами для того, чтобы обеспечить практическую значимость знаний.
6. При обучении информационно-комуникационным технологиям желательно использовать информационные модели.
7. Основным методом обучения должен быть метод целесообразно отобранных задач и метод демонстрации примеров на основе широкого использования интерактивных технологий.

Информационная модель

Информационная модель - это описание объекта или процесса, в котором указаны их некоторые типичные свойства и характеристики, важные для решения конкретной задачи. Математическое моделирование сегодня является существенным фактором в различных сферах человеческой деятельности: в планировании, прогнозировании, управлении, при проектировании механизмов и систем. Изучение реальных явлений с помощью таких моделей, как правило, требует применение вычислительных методов. При этом широко используются: теория вероятностей и информатика, вычислительный и математический информационный процесс. Примеры моделирования, целью которого является получение численных значений параметров процесса или явления, очень многочисленны: аналитические, вычислительные, имитационные.

Методика ознакомления учащихся с понятием модели

Содержательная линия моделирования рядом с линией информационных процессов относится к основам курса информатики. Вместе с тем не следует считать, что эта тема носит лишь теоретический характер и отделена от всех других тем. Программирование информационных технологий - СУБД, табличные редакторы и другие - следует рассматривать как методы для обработки информационных моделей. Целесообразно отметить, что формирование у учащихся правильного понимания содержания решения задач - одна из важных целей изучения курса информатики, которая достигается постепенно. Понятие модели непосредственно связано с понятием объекта. Но в реальности не существует точного определения. Вводя это понятие, можно просто отметить, что в жизни человека окружают различные проявления живой и неживой природы, которые можно называть объектами человеческого внимания.

Идеи и методы структурного программирования

Использование методов структурного программирования формирует навыки четкого соблюдения дисциплины труда при конструировании алгоритмов, что в значительной степени способствует развитию логического мышления учащихся уже на ранних этапах изучения основ алгоритмизации. Важно показать ученикам, что указание о выполнении и получении решения некоторой задачи можно рассматривать как отдельное поручение, которое представляет искомые результаты и будет предоставлено как определенное значение, которое зависит от входных данных. Поскольку не каждое упражнение учащимся может быть выполнено, то возникает необходимость подать его в виде некоторого конечного упорядоченного набора указаний о выполнении простых действий, что также приведет к искомым результатам. Важно, чтобы ученики, анализируя специально подобранные примеры, пришли к выводу, что степень детализации поставленных задач зависит от набора операций, которые может выполнить исполнитель алгоритма.

Учебный алгоритмический язык

К важным вопросам методики обучения основам алгоритмизации относится выбор метода программирования для изучения в средних учебных заведениях. Обучение в школе должно вестись на основе специально созданного языка. При этом не только усваивается словарь и набор грамматических правил, но также открываются пути к новому стилю мышления. Вопрос подбора языка программирования, рассматривался в работах многих ученых, где предлагались различные пути того, каким методом осуществлять учебный информационный процесс. Примеры в информатике методов по изучению этого предмета следующие:

1. При решении научных и производственных задач.
2. На машиноориентированных языках.
3. Освоение конкретных языков программирования и схем.
4. Обучение на основе специально разработанного учебного алгоритма.

Практика показала, что ни один из первых 3 путей не оправдывает себя в условиях изучения общеобразовательного предмета информатики, так как они не решают задачи формирования основ информационной культуры учащихся. Поэтому для решения познавательных задач учебного курса необходимо совместить основные идеи каждого из предложенных путей.

Средства для обработки информации

Процесс информационного обеспечения средствами для анализа информационных объектов есть использование прикладных программ, которые созданы специально для такой обработки. Можно предложить ученикам следующую ​​схему обучения:

1. Демонстрация с помощью конкретных примеров характеристик возможностей использования среды.
2. Анализ объектов, типов сообщений, способы их представления, способы получения результатов обработки сообщений.
3. Ознакомление с основными составляющими интерфейса среды.
4. Правила работы со встроенной справочной системой.
5. Знакомство с основными функциями и режимами работы среды.
6. Изучение конкретной программы (по отдельной схеме).
7. Теоретическое обобщение основных режимов работы и функций среды.
8. Теоретическое обобщение на уровне основных указаний.
9. Выполнение аналогичных задач в другой среде подобного назначения.

Система визуального программирования

При каждом событии формы и элементы управления могут некоторым образом "реагировать" в соответствии с написанным кодом, который создается пользователем для каждого объекта отдельно. В таком процессе необходимо детально описывать каждый шаг. Одним из недостатков этого стиля является то, что тот, кто составляет проект, должен все записать сам. В программировании, ориентированном на реакцию на события, вместо детального описания каждого шага автор должен указать, как следует реагировать на различные события (или действия пользователя), к которым, например, можно отнести выбор указания, щелчок кнопкой мышки, перемещение мышки и др. На одно событие можно предусмотреть некоторую реакцию, другое - просто проигнорировать. При этом создается не одна большая программа, а несколько, которые состоят из набора взаимосвязанных процедур, управляемых пользователем.

Методика изучения среды визуального программирования

Одной из причин низкой успеваемости большинства учащихся есть медленная адаптация к информационной нагрузке. Большой объем материала по различным учебным предметам приводит к тому, что значительное количество учеников не может его усвоить. Улучшение ситуации возможно в частности за счет выбора подходов к обучению. Один из таких подходов основывается на построении в мышлении детей "модели" предмета каждой науки. Это предусматривает выполнение таких умственных действий, как поиск закономерностей, нахождения аналогий, поиск иерархической зависимости между объектами, сравнение и т. д. Одним из средств формирования интеллектуальных умений и различных типов мышления учеников можно считать изучение объектно-ориентированного программирования. Такой подход предполагает новое понимание процессов вычислений, а также структурирования данных в памяти компьютера. В ориентированном подходе введено понятие объекта, содержащего в себе "знание" о сущности реального мира. Предмет или совокупность предметов имеет важное функциональное значение в данной области. Создавая такой объект в системе, ученик должен выделить в нем существенные для использования проблемы, знать и уметь использовать любые информационные процессы. Тест или экзамен при этом должен проводиться на способность формирования или применения на практике умения сравнивать, выделять главное, обобщать.

Билет №1 . Понятие информации. Информационные процессы и системы. Информационные ресурсы и технологии.

Информация — сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые воспринимают информацион­ные системы (живые организмы, управляющие машины и др.) в процессе жизнедеятельности и работы. В информатике под информацией понимается сообщение, снижающее степень неопределенности знаний о состоянии предметов или явлений и помогающее решить поставленную задачу.

Информация может существовать в виде:

1. текстов, рисунков, чертежей, фотографий;

2. световых или звуковых сигналов;

3. радиоволн;

4. электрических и нервных импульсов ;

5. магнитных записей;

6. жестов и мимики;

7. запахов и вкусовых ощущений;

8. хромосом, посредством которых передаются по наследству признаки и свойства организмов, и т. д.

Информационные процессы - процессы, связанные с поиском, хранением, передачей, обработкой и использованием информации.

1. непосредственное наблюдение;

2. общение со специалистами по интересующему вас вопросу;

3. чтение соответствующей литературы;

4. просмотр видео, телепрограмм;

5. прослушивание радиопередач, аудиокассет;

6. работа в библиотеках и архивах;

2. Сбор и хранение.
Хранение информации - это способ распространения информации в пространстве и времени.
Способ хранения информации зависит от ее носителя (книга- библиотека, картина- музей, фотография- альбом).
ЭВМ предназначена для компактного хранения информации с возможностью быстрого доступа к ней.
Информационная система - это хранилище информации, снабженное процедурами ввода, поиска и размещения и выдачи информации. Наличие таких процедур - главная особенность информационных систем, отличающих их от простых скоплений информационных материалов. Например, личная библиотека, в которой может ориентироваться только ее владелец, информационной системой не является. В публичных же библиотеках порядок размещения книг всегда строго определенный. Благодаря ему поиск и выдача книг, а также размещение новых поступлений представляет собой стандартные, формализованные процедуры.

3. Передача.
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.

4. Обработка.
Обработка информации - преобразование информации из одного вида в другой, осуществляемое по строгим формальным правилам. Обработка информации по принципу "черного ящика" - процесс, в котором пользователю важна и необходима лишь входная и выходная информация, но правила, по которым происходит преобразование, его не интересуют и не принимаются во внимание.

1. Достоверность, полнота, объективность полученной информации обеспечат вам возможность принять правильное решение.

2. Ваша способность ясно и доступно излагать информацию пригодится в общении с окружающими.

3. Умение общаться, то есть обмениваться информацией, становится одним главных умений человека в современном мире.
Компьютерная грамотность предполагает:

4. Знание назначения и пользовательских характеристик основных устройств компьютера;

5. Знание основных видов программного обеспечения и типов пользовательских интерфейсов;

6. Умение производить поиск, хранение, обработку текстовой, графической, числовой информации с помощью соответствующего программного обеспечения.

1. доступа к информации лицам, не имеющим соответствующего разрешения (несанкционированный, нелегальный доступ);

2. непредумышленного или недозволенного использования, изменения или разрушения информации.

Под защитой информации, в более широком смысле, понимают комплекс организационных, правовых и технических мер по предотвращению угроз информационной безопасности и устранению их последствий.

Информационные ресурсы и технологии.

Информационные ресурсы — это идеи человечества и указания по их реализации, накопленные в форме, позволяющей их воспроизводство.

Информационные ресурсы (в отличие от всех других видов ресурсов — трудовых, энергетических, минеральных и т.д.) тем быстрее растут , чем больше их расходуют .

Информационная технология — это совокупность методов и устройств, используемых людьми для обработки информации.

В настоящее время термин "информационная технология" употребляется в связи с использованием компьютеров для обработки информации. Информационные технологии охватывают всю вычислительную технику и технику связи и, отчасти, — бытовую электронику, телевидение и радиовещание.

Они находят применение в промышленности, торговле, управлении, банковской системе, образовании, здравоохранении, медицине и науке, транспорте и связи, сельском хозяйстве, системе социального обеспечения, служат подспорьем людям различных профессий и домохозяйкам.

Народы развитых стран осознают, чтосовершенствование информационных технологий представляет самую важную, хотя дорогостоящую и трудную задачу.

В настоящее время создание крупномасштабных информационно-технологических систем является экономически возможным, и это обусловливает появление национальных исследовательских и образовательных программ, призванных стимулировать их разработку.

Вопрос 1 (Понятие информации. Информационные процессы и системы. Информационные ресурсы и технологии.)

Термин информация происходит от латинского слова information , что означает «сведения, разъяснения, изложение».

Информацией называют любые данные или сведения, которые кого-либо интересуют.

В технике – информация – сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний.

Характерными чертамиинформации являются следующие:

1. Это наиболее важный ресурс современного производства: он снижает потребность в земле, труде, капитале, уменьшает расход сырья и энергии.
2. Вызывает к жизни новые производства.
3. Является товаром, причем продавец информации ее не теряет после продажи.
4. Придает дополнительную ценность другим ресурсам, в частности, трудовым. Действительно, работник с высшим образованием ценится больше, чем со средним.
5. Информация может накапливаться.

Информационные процессы - это процессы, связанные с получением, хранением, обработкой и передачей информации (т.е. действия, выполняемые с информацией). Т.е. это процессы, в ходе которых изменяется содержание информации или форма её представления.

Информационные процессы

1. Прием (чтение книги, газеты или просмотр и прослушивание телевизора (радио), подготовка к экзамену);
2. Хранение (мы помним о том, что мы прочитали из книги);
3. Передача (Трансляция) (мы можем пересказать содержание книги своему знакомому);
4. Обработка (прочитав книгу, мы можем обработать полученную информацию и сделать для себя некоторые выводы);
5. Использование (Получив информацию о том, что идет дождь, мы взяли зонт).

   1. Зарождение данных - формирование первичных сообщений, которые фиксируют результаты определенных операций, свойства объектов и субъектов управления, параметры процессов, содержание нормативных и юридических актов и т.п..

   2. Накопление и систематизация данных . - организация такого их размещения, которое обеспечивало бы быстрый поиск и отбор нужных сведений, методическое обновление данных, защита их от искажений, потери, деформирование целостности и др.

   4. Отображение данных - представление их в форме, пригодной для восприятия человеком. Прежде всего - это вывод на печать, то есть создание документов на так называемых твердых (бумажных) носителях. Широко используют построение графических иллюстративных материалов (графиков, диаграмм) и формирование звуковых сигналов. Информационные ресурсы – информация, используемая на производстве, в технике и управлении обществом (научно-технические знания, произведения литературы и искусства, множество информации зафиксированной в любой форме на любом носителе). Информационные ресурсы в масштабах страны – национальные информационные ресурсы. Информационные ресурсы страны определяют ее научно-технический потенциал (НТП), научный потенциал и экономическую и стратегическую мощь. Информационный ресурс не исчезнет, они накапливаются и видоизменяются. Под Информационной технологией понимают совокупность методов, производственных и программно-технологических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, хранение, обработку, вывод и распространение информации.

Человек в ходе своей жизнедеятельности постоянно принимает участие в различных процессах – дома, на работе, в общественных местах.

Определение 1

Процесс – протекание, развитие какого-нибудь явления, последовательная смена состояния объекта.

Различают процессы, которые характерны для общества и для живой природы.

В некоторых процессах человек принимают активное участие:

• школьник принимает активное участие в процессе обучения,
• водитель – в процессе управления автомобилем,
• рабочий – в процессе строительства дома

В иных процессах человек может быть пассивным и занимать позицию наблюдателя: при просмотре спектакля, на экскурсии, при просмотре телепередачи.

Среди разнообразия процессов особое место занимает информационный процесс.

Информационный процесс

Определение 2

Информационный процесс – это процесс сбора (приёма), передачи (обмена), хранения, обработки (преобразования) информации. Информационные процессы могут протекать в человеческом обществе, а также в растительном и животном мире.

Через органы чувств человек воспринимает информацию, осмысливает её и на основании имеющегося опыта, знаний, интуиции принимает определённые решения, которые воплощаются в реальные действия , а те, в свою очередь, воздействуют на окружающий мир.

Пример 1

Осенью опадают листья, весь растительный мир засыпает на время холодов, с приходом весны листья появляются опять, вырастает трава, распускаются цветы, некоторые растения зацветают в одно и то же время года. Подобные проявления также являются результатом информационных процессов в растительном мире. Клетка любого растения воспринимает изменения внешней среды (температуру, влажность, продолжительность светового дня) и определенным образом реагирует на них.

В животном мире происходят более сложные процессы. Животное реагирует на поступающую информацию в соответствии со степенью развития своего мозга. Например, собака и енот, находясь в одном помещении, получают разную информацию от одного и того же события, следовательно они по-разному воспринимают происходящие вокруг них информационные процессы. Звонок в дверь для собаки является сигналом о появлении человека, а для енота он не несет никакой информации. Прикосновение руки для енота может служить сигналом опасности, для собаки – проявление чувств человека, ласка.

В человеческом обществе , как и в растительном или животном мире беспрерывно протекает огромное количество информационных процессов, в которых люди, животные или растения берут участие в соответствии со своими возможностями.

В неживой природе изменения могут происходить только в результате прямого физического или химического воздействия, а не информационных процессов, т.к. у неживой природы отсутствуют органы восприятия и обработки сигналов.

Интенсивность информационных процессов с середины $XX$ столетия увеличивается в геометрической прогрессии. Порой бывает проще создать новый материальный или интеллектуальный продукт, нежели разыскать сделанный ранее аналог.

Для более эффективного участия в информационных процессах создаются различные устройства, которые помогают человеку воспринимать, преобразовывать, хранить и использовать информацию.

Замечание 1

Информационный процесс состоит из набора последовательных действий (операций), которые выполняются над информацией (данные, сведения, факты, идеи, гипотезы, теории и пр.) для получения требуемого результата (достижения цели). Информация проявляется именно в информационных процессах.

Наиболее обобщенными информационными процессами являются сбор, преобразование, использование информации.

В курсе информатики изучаются основные информационные процессы: поиск, отбор, хранение, передача, кодирование, обработка, защита информации.

Замечание 2

Информационные процессы, которые осуществляются по определенным информационным технологиям, составляют основу информационной деятельности человека.

Люди имеют дело со многими видами информации. Общение людей между собой – это передача информации. Объяснение учителя или рассказ друга, телевизионная передача, письмо, SMS-сообщение и т.д. – примеры передачи информации.

Пример 2

Когда ученик слушает рассказ учителя, читает книгу или газету, смотрит новости по телевизору, посещает музей или выставку – он получает информацию. Одну и ту же информацию можно передать и получить различными путями. Так, чтобы найти дорогу в музей в незнакомом городе, можно спросить прохожего, найти информацию в Интернете, разобраться самому с помощью плана города или обратиться к путеводителю.

Человек сохраняет полученную информацию в голове. Хранилищем информации является мозг человек. Записи в блокноте или записной книжке, дневнике, школьной тетради, библиотека, музей, видеокассета – примеры хранения информации.

Информацию можно обрабатывать. Например, перевести текст с одного языка на другой, вычислить сумму по заданным слагаемым, решить задачу, раскрасить картинку или контурную карту является процессом обработки информации.

Рисунок 1. Основные виды информационных процессов

Раскрашивание книжки-раскраски, которое является одним из любимых процессов детей, также является информационным процессом – обработкой информации (превращение черно-белого рисунка в цветной).

Информация может быть утеряна. Например, можно потерять тетрадь с конспектом, диск с фильмом, забыть чей-то номер телефона и т.д. Таким образом, информацию можно передавать, получать, хранить, обрабатывать и терять.

Получение, хранение, передача и обработка информации – это информационные процессы. Роль информационных процессов в наше время растет с каждым годом, поэтому человеческое общество сегодня называют информационным обществом. Современные люди, которые живут в информационном обществе, должны уметь пользоваться средствами выполнения информационных процессов, основное из которых – компьютер.

При выполнении информационных процессов действия происходят над информацией, понятие которой в настоящее время имеет глубокий и многогранный смысл. Четкого определения данному понятию нет, но в зависимости от отраслей жизнедеятельности оно принимает разные смысловые значения. Например, в человеческой деятельности информацией считают сведения об окружающем мире и процессах, которые в нем протекают и воспринимаются человеком или специальными устройствами; а в технике под информацией понимают сообщения, которые передаются в форме знаков или сигналов.

Человеческое общество способно накапливать информацию для передачи ее из поколения в поколение. На протяжении всей истории накапливаются знания и жизненный опыт отдельных людей, а также «коллективная память» – традиции, обычаи целых народов.