Что следует понимать под сбором хранением передачей и обработкой информации
Что представляют собой обработка, сбор и передача информации?
Содержание:
Обработка информации — это набор операций над информацией, которые осуществляют при помощи специальных технических и программных инструментов. В результате обработки информации она видоизменяется. Обработка информации являются частью информационных процессов, куда входят:
Сбор информации
По большому счету, жизнедеятельность каждого человека — это постоянный сбор информации о жизни, профессии, окружающих людях, других странах и т. д. В более узких смыслах сбор информации — это систематический мониторинг хранилищ информации: баз данных, справочников, библиотек и др.
Человек осуществляет сбор информации следующими методами:
Простой пример из жизни — вы решили поехать на выходные к другу в соседний город. Для того чтобы это сделать, вам необходимо будет просмотреть план проезда и расписание транспорта из вашего города в соседний. Для этого вы возьмете в руки телефон или сядете за компьютер, соберете всю необходимую информацию. Ваши родители, узнав о вашей поездке, попросят контакты вашего друга, проверят маршрут вашего передвижения, узнают адрес, где вы планируете находиться и др. И вы, и ваши родители произведете сбор информации при помощи технических средств. Сбор нужной информации — это умение, без которого очень трудно жить в современном мире.
Хранение информации
Информация хранится в цифровых и в нецифровых носителях. Носитель — это некий объект или среда, где сохраняется собранная информация.
Нецифровые носители — это:
Любое место или материал, где можно записать какую-то информацию может стать носителем. Самый распространенный нецифровой носитель современного мира — это бумага.
Цифровые носители — это:
Цифровые носители являются более компактными носителями информации, поэтому чаще всего применяются в жизнедеятельности человека. Такие носители помогают хранить информацию любых объемов, чего не скажешь о нецифровых носителях.
Вернемся к нашему примеру. После того как вы собрали информацию о проезде к другу в соседний город, вам нужно как-то сохранить эту информацию. Скорее всего вы ее запомните и отправите на хранение в мозг, плюс, сделаете скриншот расписания автобусов, чтобы сохранить на цифровом носителе.
Передача информации
Передача информации может быть открытой, закодированной или зашифрованной. Типичные примеры передачи информации:
Передача сигнала между источником и приемником называется канал связи, который тоже может быть открытым или защищенным.
Вернемся к нашему примеру. Вы сделали скрин расписания автобусов в соседний город, а родители захотели с ним ознакомиться. Вы открываете привычный мессенджер и скидываете скриншот им на телефон. Между вами и родителями произошла передача информации, где ваш телефон — это источник, а телефон родителей — приемник. Канал связи в мессенджере между вашими телефонами защищен сквозным шифрованием. Это значит, что даже если хакер в момент передачи перехватит ваш скрин, он не сможет его расшифровать и понять куда и во сколько вы едете.
Обработка информации
Обработка информации несет в себе цели:
Любое преобразование информации будет считаться ее обработкой, например:
Вернемся к нашему примеру. Вы скинули скрин родителям, но ваша мама пишет, что не может разобрать и понять что там изображено, поэтому просит вас скинуть в другом формате. Вы можете;
Все ваши действия — это и есть обработка информации.
Информатика. 10 класс
Конспект урока
Информатика, 10 класс. Урок № 4.
Тема — Обработка информации. Передача и хранение информации
Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: обработка информации, кодирование, поиск информации, передача информации, хранение информации
Глоссарий по теме: обработка информации, кодирование, код, префиксный код, пропускная способность, объем информации, носитель информации
Основная литература по теме урока:
Л. Л. Босова, А. Ю. Босова. Информатика. Базовый уровень: учебник для 10 класса —
М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2016
Дополнительная литература по теме урока:
И. Г. Семакин, Т. Ю. Шеина, Л. В. Шестакова Информатика и ИКТ. Профильный уровень: учебник для 10 класса — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010
К. Ю. Поляков, Е. А. Еремин Информатика. Углубленный уровень: учебник для 10 класса: в 2 ч. Ч. 1. — М.: Бином, Лаборатория знаний, 2013
Теоретический материал для самостоятельного изучения:
В основе любой информационной деятельности лежат так называемые информационные процессы — совокупность последовательных действий (операций), производимых над информацией для получения какого-либо результата (достижения цели). Информационные процессы могут быть различными, но все их можно свести к трем основным: обработка информации, передача информации и хранение информации.
Обработка информации — это целенаправленный процесс изменения формы ее представления или содержания.
Из курса информатики основной школы вам известно, что существует два различных типа обработки информации:
— кодирование — переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для восприятия, хранения, передачи или последующей обработки; один из вариантов кодирования — шифрование, цель которого — скрыть смысл информации от посторонних;
— структурирование — организация информации по некоторому правилу, связывающему ее в единое целое (например, сортировка);
— поиск и отбор информации, требуемой для решения некоторой задачи, из информационного массива (например, поиск в словаре).
Общая схема обработки информации может быть представлена следующим образом:
Исходные данные — это информация, которая подвергается обработке.
Правила — это информация процедурного типа. Они содержат сведения для исполнителя о том, какие действия требуется выполнить, чтобы решить задачу.
Исполнитель — тот объект, который осуществляет обработку. Это может быть человек или компьютер. При этом человек, как правило, является неформальным, творчески действующим исполнителем. Компьютер же способен работать только в строгом соответствии с правилами, т.е. является формальным исполнителем обработки информации.
Рассмотрим отдельные процессы обработки информации более подробно.
Кодирование информации — это обработка информации, заключающаяся в ее преобразовании в некоторую форму, удобную для хранения, передачи, обработки информации в дальнейшем.
Код — это система условных обозначений (кодовых слов), используемых для представления информации.
Кодовая таблица — это совокупность используемых кодовых слов и их значений.
Нам уже знакомы примеры равномерных двоичных кодов — пятиразрядный код Бодо и восьмиразрядный код ASCII.
Самый известный пример неравномерного кода — код Морзе. В этом коде все буквы и цифры кодируются в виде различных последовательностей точек и тире.
Чтобы отделить коды букв друг от друга, вводят еще один символ — пробел (пауза). Например, слово «byte», закодированное с помощью кода Морзе, выглядит следующим образом:
При использовании неравномерных кодов важно понимать, сколько различных кодовых слов они позволяют построить.
Пример 1. Имеющаяся информация должна быть закодирована в четырехбуквенном алфавите
Нас интересует семибуквенная последовательность, т. е.
Если бы у нас не было условия, что в ней должны содержаться ровно пять букв А, то для первого символа было бы 4 варианта, для второго — тоже 4, и т. д.
Тогда мы получили бы: 4 · 4 · 4 · 4 · 4 · 4 · 4 = 16384 варианта.
Теперь вернемся к имеющемуся условию и заполним пять первых мест буквой А. Получим:
Так как на 6-м и 7-м местах могут стоять любые из трех оставшихся букв B, C, D, то всего существует 9 (3 · 3) вариантов последовательностей.
Но ведь буквы А могут находиться на любых пяти из семи имеющихся позиций. А сколько таких вариантов всего?
Вспоминая комбинаторику, найдем число сочетаний 
= 21, т. е. существует 21 вариант выбора в семибуквенной последовательности ровно пяти мест для размещения букв А. Для каждого из этих 21 вариантов имеется 9 разных вариантов заполнения двух оставшихся мест. В итоге существует 189 (21 · 9) различных последовательностей.
Главное условие использование неравномерных кодов — возможность однозначного декодирования записанного с их помощью сообщения. Именно поэтому в технических системах широкое распространение получили особые неравномерные коды — префиксные коды.
Префиксный код — код со словом переменной длины, обладающий тем свойством, что никакое его кодовое слово не может быть началом другого (более длинного) кодового слова.
Условие, определяющее префиксный код, называется прямым условием Фано (в честь Роберта Марио Фано), и позволяет однозначно декодировать сообщения, записанные с помощью неравномерных кодов.
Также достаточным условием однозначного декодирования неравномерного код является обратное условие Фано. В нем требуется, чтобы никакой код не был окончанием другого (более длинного) кода.
Пример 2. Двоичные коды для 5 букв латинского алфавита представлены в таблице:
Выясним, какое сообщение закодировано с помощью этих кодов двоичной строкой: 0110100011000.
Можно заметить, что для заданных кодов не выполняется прямое условие Фано:
А вот обратное условие Фано выполняется: никакое кодовое слово не является окончанием другого. Следовательно, имеющуюся строку нужно декодировать справа налево (с конца). Получим
01 10 100 011 000 = BDCEA
Для построения префиксных кодов удобно использовать бинарные деревья, в которых от каждого узла отходят только два ребра, помеченные цифрами 0 и 1.
Пример 3. Для кодирования некоторой последовательности, состоящей из букв А, Б, В и Г, решили использовать неравномерный двоичный код, позволяющий однозначно декодировать полученную двоичную последовательность. При этом используются такие кодовые слова: А — 0, Б — 10, В — 110. Каким кодовым словом может быть закодирована буква Г? Если таких слов несколько, укажите кратчайшее из них.
Построим бинарное дерево:
Чтобы найти код символа, нужно пройти по стрелкам от корня дерева к нужному листу, выписывая метки стрелок, по которым мы переходим.
Определим положение букв А, Б и В на этом дереве, зная их коды. Получим:
Чтобы код был префиксным, ни один символ не должен лежать на пути от корня к другому символу. Уберем лишние стрелки:
На получившемся дереве можно определить подходящее расположение буквы Г и его код.
Задача поиска обычно формулируется следующим образом. Имеется некоторое хранилище информации — информационный массив (телефонный справочник, словарь, расписание поездов, диск с файлами и др.). Требуется найти в нем информацию, удовлетворяющую определенным условиям поиска (телефон какой-то организации, перевод слова, время отправления поезда, нужную фотографию и т. д.). При этом, как правило, необходимо сократить время поиска, которое зависит от способа организации данных и используемого алгоритма поиска.
Алгоритм поиска, в свою очередь, также зависит от способа организации данных.
Если данные никак не упорядочены, то мы имеем дело с неструктурированным набором данных. Для осуществления поиска в таком наборе применяется метод последовательного перебора.
При последовательном переборе просматриваются все элементы подряд, начиная с первого. Поиск при этом завершается в двух случаях:
— искомый элемент найден;
— просмотрен весь набор данных, но искомого элемента среди них не нашлось.
Зададимся вопросом: какое среднее число просмотров приходится выполнять при использовании метода последовательного перебора? Есть два крайних случая:
— искомый элемент оказался первым среди просматриваемых. Тогда просмотр всего один;
— искомый элемент оказался последним среди просматриваемых. Тогда количество просмотров равно N, где N — размер набора данных. Столько же просмотров нам придется выполнить даже если не сможем найти искомого элемента.
Если же провести поиск последовательным перебором достаточно много раз, то окажется, что в среднем на поиск требуемого элемента уходит N/2 просмотров. Эта величина определяет длительность поиска — главную характеристику поиска.
Если же информация упорядочена, то мы имеем дело со структурой данных, в которой поиск осуществляется быстрее, можно построить оптимальный алгоритм.
Одним из оптимальных алгоритмов поиска в структурированном наборе данных может быть метод половинного деления.
Напомним, что при этом методе искомый элемент сначала сравнивается с центральным элементом последовательности. Если искомый элемент меньше центрального, то поиск продолжается аналогичным образом в левой части последовательности. Если больше, то — в правой. Если же значения искомого и центрального элемента совпадают, то поиск завершается.
Пример 4. В последовательности чисел 61 87 180 201 208 230 290 345 367 389 456 478 523 567 590 требуется найти число 180.
Процесс поиска представлен на схеме:
Передача информации — это процесс распространения информации от источника к приемнику через определенный канал связи.
На рисунке представлена схема модели процесса передачи информации по техническим каналам связи, предложенная Клодом Шенноном.
Работу такой схемы можно пояснить на примере записи речи человека с помощью микрофона на компьютер.
Источником информации является говорящий человек. Кодирующим устройством — микрофон, с помощью которого звуковые волны (речь) преобразуются в электрические сигналы. Канал связи — провода, соединяющие микрофон и компьютер. Декодирующее устройство — звуковая плата компьютера. Приемник информации — жесткий диск компьютера.
При передаче сигнала могут возникать разного рода помехи, которые искажают передаваемый сигнал и приводят к потере информации. Их называют «шумом».
В современных технических системах связи борьба с шумом (защита от шума) осуществляется по следующим двум направлениям:
Но чрезмерная избыточность приводит к задержкам и удорожанию связи. Поэтому очень важно иметь алгоритмы получения оптимального кода, одновременно обеспечивающего минимальную избыточность передаваемой информации и максимальную достоверность принятой информации.
В современных системах цифровой связи для борьбы с потерей информации часто применяется следующий приём. Всё сообщение разбивается на порции — блоки. Для каждого блока вычисляется контрольная сумма, которая передаётся вместе с данным блоком. В месте приёма заново вычисляется контрольная сумма принятого блока, и если она не совпадает с первоначальной, то передача данного блока повторяется.
Важной характеристикой современных технических каналов передачи информации является их пропускная способность — максимально возможная скорость передачи информации, измеряемая в битах в секунду (бит/с). Пропускная способность канала связи зависит от свойств используемых носителей (электрический ток, радиоволны, свет). Так, каналы связи, использующие оптоволоконные кабели и радиосвязь, обладают пропускной способностью, в тысячи раз превышающей пропускную способность телефонных линий.
Скорость передачи информации по тому или иному каналу зависит от пропускной способности канала, а также от длины закодированного сообщения, определяемой выбранным алгоритмом кодирования информации.
Современные технические каналы связи обладают, перед ранее известными, целым рядом достоинств:
— высокая пропускная способность, обеспечиваемая свойствами используемых носителей;
— надёжность, связанная с использованием параллельных каналов связи;
— помехозащищённость, основанная на автоматических системах проверки целостности переданной информации;
— универсальность используемого двоичного кода, позволяющего передавать любую информацию — текст, изображение, звук.
Объём переданной информации I вычисляется по формуле:
где v — пропускная способность канала (в битах в секунду), а t — время передачи.
Рассмотрим пример решения задачи, имеющей отношение к процессу передачи информации.
Пример 5. Документ объемом 10 Мбайт можно передать с одного компьютера на другой двумя способами.
А. Передать по каналу связи без использования архиватора.
Б. Сжать архиватором, передать архив по каналу связи, распаковать.
Какой способ быстрее и насколько, если:
— средняя скорость передачи данных по каналу связи составляет 2 18 бит/с;
— объем сжатого архиватором документа равен 25% от исходного объема;
— время, требуемое на сжатие документа — 5 секунд, на распаковку — 3 секунды?
Для решения данной задачи диаграмма Гантта не нужна; достаточно выполнить расчёты для каждого из имеющихся вариантов передачи информации.
Рассмотрим вариант А. Длительность передачи информации в этом случае составит:
Рассмотрим вариант Б. Длительность передачи информации в этом случае составит:
Итак, вариант Б быстрее на 232 с.
Сохранить информацию — значит тем или иным способом зафиксировать её на некотором носителе.
Носитель информации — это материальная среда, используемая для записи и хранения информации.
Основным носителем информации для человека является его собственная память. По отношению к человеку все прочие виды носителей информации можно назвать внешними.
Основное свойство человеческой памяти — быстрота, оперативность воспроизведения хранящейся в ней информации. Но наша память не надёжна: человеку свойственно забывать информацию. Именно для более надёжного хранения информации человек использует внешние носители, организует внешние хранилища информации.
Виды внешних носителей менялись со временем: в древности это были камень, дерево, папирус, кожа и др. Долгие годы основным носителем информации была бумага. Развитие компьютерной техники привело к созданию магнитных (магнитная лента, гибкий магнитный диск, жёсткий магнитный диск), оптических (CD, DVD, BD) и других современных носителей информации.
В последние годы появились и получили широкое распространение всевозможные мобильные электронные (цифровые) устройства: планшетные компьютеры, смартфоны, устройства для чтения электронных книг, GPS-навигаторы и др. Появление таких устройств стало возможно, в том числе, благодаря разработке принципиально новых носителей информации, которые:
Всеми этими качествами обладает флеш-память (англ. flash-memory). Выпуск построенных на их основе флеш-накопителей, называемых в просторечии «флэшками», был начат в 2000 году.
Сбор, хранение и передача информации
Урок 11. Информатика 10 класс (ФГОС)
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Сбор, хранение и передача информации»
На этом уроке мы с вами узнаем, что такое сбор и хранение информации, также познакомимся с носителями информации. Разберёмся, как происходит передача информации.
С информацией можно производить следующие действия: сбор, обработку, хранение и передачу.
Для начала необходимо вспомнить, что такое сбор информации.
Сбор информации – это деятельность субъекта, в ходе которой он получает сведения об интересующем его объекте.
Например, вам нужно узнать какой урок у вас будет следующим, для этого вы посмотрите на расписание и узнаете нужную для вас информацию.
Или же вы решили съездить к бабушке в гости, но не знаете расписание автобусов. Для того, чтобы это узнать, вы можете зайти в интернет и найти нужный сведения, или же подойти к расписанию автобусов на остановке и найти время отправления, подходящего для вас транспорта.
Таким образом, сбор данных может производиться человеком или техническими средствами (компьютером, телефоном, планшетом и так далее). В свою очередь сама задача сбора информации не может быть решена без других задач, таких как, например, хранение и передача информации.
Давайте рассмотрим хранение информации.
Хранение информации – это процесс поддержания исходной информации в виде, обеспечивающем выдачу данных по запросам конечных пользователей в установленные сроки.
Информация может храниться на нецифровых и цифровых носителях.
Носитель – это материальная среда, используемая для записи и хранения информации.
Носителем может являться любой материальный объект.
К нецифровым носителям относятся камни, папирус, пергамент, бумага и многое другое.
Из нецифровых носителей в наше время люди используют бумагу. То есть информация хранится в книгах, газетах, журналах и так далее.
Давайте решим задачу. В книге содержится двести пятьдесят страниц. На каждой странице находится пятнадцать строк, в каждой строке сорок символов вместе с пробелами. Найти объём информации, которая находится в книге, если мы с вами знаем, что один символ равен одному байту.
Переходим к решению. Сначала нам нужно найти количество символов в книге. Для этого нам нужно количество страниц (двести пятьдесят) умножить на количество строк на странице (пятнадцать) и умножить на количество символов в каждой строке (сорок).
1) 250 · 15 · 40 = 150 000 (символов).
В результате мы получили количество символов во всей книге. Мы знаем, что один символ равен одному байту. То есть вся информация, которая содержится в книге, будет иметь объём, равный ста пятидесяти тысячам байтов.
2) 150 000 символов = 150 000 байтов.
Давайте переведём наше число в килобайты.
3) 150 000 : 1024 = 146 (килобайт).
Запишем ответ: информация, которая содержится в книге, будет занимать примерно 146 килобайт.
Как вы думаете, как долго хранится информация на бумажных носителях?
Это зависит от некоторых факторов: какого качества бумага, какого качества чернила каковы условия хранения. Книги, которые писались раньше, могли храниться очень долго. Бумага делалась из хлопка и текстильных отходов, чернила же были сделаны из натуральных красителей. В наше время бумага делается из древесины, а чернила – из синтетических красителей, поэтому срок хранения печатных документов значительно уменьшился.
Примерно в тысяча восьмисотом году появилась первая автоматизированная обработка информации, которая велась с помощью бумажных носителей для цифрового представления вводимых данных. Такие носители назывались перфокартами.
Перфокарта – это носитель информации, предназначенный для использования в системах автоматической обработки данных. Можно сказать, что перфокарты — это предки дискет. Они делались из тонкого картона, а информация представляется посредством наличия или отсутствия отверстий в определённых позициях карты.
Впервые перфокарты начали применяться в ткацких станках Жаккарда для управления узорами на тканях.
На некоторых типах ЭВМ для таких же целей использовались перфорированные бумажные ленты.
Перфорированная лента (перфолента) – это устаревший носитель информаций в виде бумажной, нитроцеллюлозной или ацетилцеллюлозной ленты с отверстиями. Первые перфоленты начали использовать с середины XIX века в телеграфии.
В них отверстия располагались в пять рядов. А для передачи данных использовали код Бодо. Код Бодо – это цифровой, первоначально синхронизированный пятибитный код.
А сейчас переходим к цифровым носителям. К ним относятся магнитные носители информации, оптические диски, флеш-носители.
Для начала рассмотрим магнитные носители информации. Они делятся на ленты, диски и карты.
Обратимся к истории.
Самым первым носителем магнитной записи была стальная проволока, диаметром до одно миллиметра. Она использовалась в аппаратах Поульсена и была изобретена в XIX веке. Но её применяли только для хранения звука.
Далее в начале XX столетия была изобретена стальная катаная лента.
А в 1906 году был выдан первый патент на магнитный диск. Но стальная катаная лента имела свои недостатки. Так, например, для записи часа разговоров требовалось около 180 км проволоки, которые весили около 6,5 кг.
Во второй половине 1920-х годов была изобретена порошковая магнитная лента и началось широкомасштабное применение магнитной записи.
Магнитная лента являлась единственным сменным носителем информации для ЭВМ. Как мы с вами знаем, любая информация в компьютере представлена в виде двоичного кода и измеряется в битах или байтах. На одну катушку с магнитной лентой можно было записать около 500 Кбайт информации.
А в 1963 году фирмой Филипс была изобретена кассетная запись.
Также примерно в это же время появляются первые магнитные диски.
Магнитный диск – это алюминиевый или пластмассовый диск, диаметр которого составляет от 30 до 350 мм. Информация на такие диски записывается при помощи магнитной головки. Магнитные диски делятся на жёсткие и гибкие, сменные и встроенные.
Алюминиевые магнитные диски – это жёсткие несъёмные диски (винчестеры).
Жёсткий диск представляет собой стопку магнитных дисков, которые одета на общую ось. При работе компьютера эта ось находится в постоянном движении. В наши дни объём жёстких дисков (винчестеров) достигает нескольких терабайт.
Пластмассовые магнитные диски – это съёмные носители информации (дискеты).
Объём памяти дискет достигает 2 Мбайт. В наше время их практически уже никто не использует.
Следующее поколение информационных носителей – это оптические диски и флеш-память.
Оптические диски отличаются от магнитных тем, что запись информации на них происходит при помощи лазерного луча. При помощи луча на поверхности диска выжигается двоичных код данных с очень высокой плотностью. Считывание информации происходит при помощи так называемого «холодного» луча. Это такой же луч, который используется при записи, но только с меньшей энергией. Изначально для хранения информации использовались компакт-диски (CD). Их ёмкость составляет от 190 Мбайт до 700 Мбайт.
Чуть позже в девяностых годах появились видеодиски (DVD). Ёмкость таких дисков достигает 17 Гбайт. Увеличение ёмкости происходит за счёт использования луча меньшего диаметра, а также двухслойной и двусторонней записи.
Таким образом оптические диски делятся на CD и DVD. В свою очередь CD-диски делятся на CD-R и CD-RW. DVD-диски также бывают двух видов. R отличается от RW тем, что RW-диск можно перезаписывать много раз, а на R информация наносится единожды.
В наше время многие из вас пользуются различными техническими устройствами: телефонами, mp3-плеерами, электронными книгами, планшетами и так далее. Можно перечислять долго. Но на этих устройствах не всегда хватает внутренней памяти. Поэтому в них существует специальный разъём для вставки флеш-накопителя (флеш-карты).
Объёмы флеш-накопителей во много раз превышают объёмы оптических дисков (CD и DVD) и в тоже время флеш-карты обладают гораздо меньшими размерами. Это очень удобно. Выпуск флеш-карт начался в 2001 году. Помимо размера, одно из главных преимуществ флеш-карт в том, что на них можно записать достаточно большой объём информации и считать его практически на любом устройстве, где есть такой же разъём. Для подключения к компьютеру существуют специальные переходники.
Для компьютеров также существуют специальные флеш-накопители. Их ещё называют флеш-брелками. Они подключаются к компьютеру через USB-порт.
Также можно приобретать жёсткие диски, с большим объёмом, для хранения информации, которые помещаются в специальную коробочку и подключаются к компьютеру также через USB-порт.
Исходя из вышесказанного можно прийти к выводу, что технологии в направлении хранения информации очень быстро продвигаются. И вполне вероятно, что скоро будут изобретены устройства с большим объёмом, но ещё меньшие по размерам.
А сейчас мы с вами переходим к передаче информации.
Передача информации – это физических процесс, при котором происходит перемещение информации в пространстве. Этот процесс происходит при наличии приёмника и источника.
Приёмник – это объект, который получает информацию.
Источник – это объект, который передаёт информацию.
Если брать к примеру компьютер и диск, то при записи информации на диск, источником является компьютер, а приёмником – диск. А при считывании информации с диска, источником является диск, а приёмником – компьютер.
А сейчас мы с вами рассмотрим технические системы передачи информации.
Как вы знаете, информация передаётся при разговоре по телефону, общении в интернете, личном общении людей и так далее.
В 1920-х гг. американским инженером и математиком Клодом Шенноном была разработана теория связи, исходя из которой была построена следующая схема:
Вы видите, что информация идёт от источника в кодирующее устройство, в котором преобразуется в электрический или электромагнитный сигнал. Затем из кодирующего устройства сигнал попадает в канал связи. Здесь же в канал связи поступает шум и сразу же защита от шума. Затем всё это поступает в декодирующее устройство, в котором сигнал преобразуется в звук. И только потом информация направляется к приёмнику.
По такому же принципу идёт передача информации по компьютерным сетям. При кодировании информация, представленная в виде двоичного кода, преобразуется в физический сигнал. Тип сигнала зависит от канала связи, по которому он передаётся. А при декодировании наоборот, физический сигнал преобразуется в двоичный код.
Следующий вопрос, который возникает при передаче информации – пропускная способность канала и скорость передачи информации.
Наверное, каждому из вас приходилось сталкиваться со скоростью интернета и дома, и в школе. Такую проблему приходится решать разработчикам технических систем передачи информации. Их основными задачами являются увеличение скорости передачи информации и уменьшение потери информации при передаче. Для решения этих задач Клод Шеннон создал теорию информации, ввёл такое понятие, как пропускная способность канала как максимально возможная скорость передачи информации. Эта скорость измеряется в бит/с, Кбит/с, Мбит/с.
Пропускная способность канала связи зависит от способа подключения компьютера к сети. Существуют следующие способы подключения к сети: телефонные линии, электрическая кабельная связь, оптоволоконная кабельная связь, радиосвязь. Пропускная способность оптоволоконных линий намного больше, чем телефонных.
Но скорость передачи связана не только с пропускной способностью канала связи. Если возвращаться к модели передачи информации, которую предложил Клод Шеннон, мы увидим в ней элемент «Шум».
Под этим термином подразумевают различные помехи, которые искажают передаваемый сигнал и могут привести к потере информации.
Такие помехи могут возникать по двум причинам: техническим и физическим. К техническим относятся плохое качество линии связи, незащищённость друг от друга различных потоков информации, передаваемых по одним и тем же каналам. А к физическим – непосредственное физическое воздействие на линии связи.
Чтобы избежать этого, а соответственно и потери информации, нам нужна защита от шума. В основном используют технические способы защиты, которые в свою очередь очень разнообразны. Например, защита кабеля, а не просто провода, применение различных фильтров, которые отделяют полезный сигнал от шума и так далее.
Для борьбы с шумом Клод Шеннон разработал специальную теорию кодирования. Исходя из этой теории можно сказать, что код, который передаётся по линии связи должен быть избыточным. За счёт этого при потере какой-либо части информации она может быть компенсирована. Таким образом в системах передачи информации используется помехоустойчивое кодирование, которое вносит определённую избыточность. Но нельзя, чтобы избыточность была слишком большой, так как за счёт этого будут происходить задержи и удорожание связи. Поэтому при помощи теории кодирования создаётся такой код, который позволяет сделать избыточность передаваемой информации минимально возможной, а достоверность принятой информации – максимальной.
Ещё один способ для борьбы с потерей информации предложил советский учёный в области радиотехники, радиосвязи и радиолокации планет Владимир Александрович Котельников. Суть заключалась в том, чтобы при передаче вся информация делилась на блоки, затем для каждого блока вычислялась контрольная сумма (сумма двоичных цифр), которая передавалась вместе с соответствующим ей блоком. Затем, в месте получения блока, контрольная сумма снова пересчитывалась и, если она не совпадала с изначальной, то передача блока повторялась заново до тех пор, пока контрольная и первоначальная суммы не совпадут.
На этом мы сегодня и закончим. Подведём итоги.
· Носители информации делятся на нецифровые и цифровые.
· Цифровые носители информации также делятся на магнитные, оптические и флеш-носители.
· Факторы качества информации – вместимость и надёжность хранения.
· Модель передачи информации по техническим каналам связи выглядит следующим образом:
· Защита информации от потерь при воздействии шума включает в себя три пункта: кодирование с оптимально-избыточным кодом; частичная потеря избыточной информации; полное восстановление исходного сообщения.