Інформатика та інформаційні процеси

Вступ. Інформація та інформаційні процеси



Урок №1



Тема уроку: Інформатика – наука ХХ століття. Поняття інформації і повідомлення. Інформація та інформаційні процеси. Носії інформації, форми і способи подання інформації. Види інформації. Інформація і шум та їх взаємоперетворення. 

Мета:

Навчальна: ознайомити учнів з взаємозв’язки між поняттями «інформація» і «повідомлення», поглибити знання учнів про форми та засоби зберігання, подання й передавання інформації, взаємоперетворення інформації і шуму; сформувати знання: інформатика, інформація, повідомлення, видами інформації, шум, носії інформації.

	Розвивальна: розвиток пам’яті, уважності, зв’язне мовлення, мислення.

Виховна: формування інтересу до вивчення науки інформатики, навичок зібраності, уважності.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.



Структура уроку



І. Організація класу до заняття

ІІ. Актуалізація опорних знань учнів

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності учнів. 

VІ. Повідомлення теми, мети уроку.

V. Сприйняття та засвоєння учнями нового навчального матеріалу.

VІ. Узагальнення і систематизація знань.

VІІ. Підсумок уроку.

VІІІ. Повідомлення домашнього завдання.


Хід уроку



І. Організація класу до заняття

ІІ. Актуалізація опорних знань учнів

Бесіда на повторення.

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності учнів. 

Що вивчає інформатика? Яку роль відіграє інформація, комп’ютери й інформаційні технології в суспільстві? Як користуватися ними? Відповіді на ці та інші запитання знайдемо, вивчаючи предмет інформатику.

Тож, інформатика – це наука про інформацію та методи і засоби її опрацювання (інформаційні технології).

Слово інформатика французького походження. Воно складається з двох слів: «інформація» й «автоматика». В англомовних країнах цю дисципліну називають конкретніше «computer science» - наука про комп’ютери.

Термін інформація є не означуваним. Він походить із латинської мови й означає відомості (дані, повідомлення) про властивості об’єктів, процеси чи явища навколишнього світу.

ІV. Повідомлення теми, мети уроку.

Запишемо тему уроку: Інформатика – наука ХХ століття. Поняття інформації і повідомлення. Інформація та інформаційні процеси. Носії інформації, форми і способи подання інформації. Види інформації. Інформація і шум та їх взаємоперетворення. 

Мета: ознайомити учнів з взаємозв’язки між поняттями «інформація» і «повідомлення», поглибити знання учнів про форми та засоби зберігання, подання й передавання інформації, взаємоперетворення інформації і шуму; сформувати знання: інформатика, інформація, повідомлення, видами інформації, шум, носії інформації.

V. Сприйняття та засвоєння учнями нового навчального матеріалу.


Інформатика



Інформатика – це наука про інформацію та інформаційні процеси в природі та суспільстві, методи та засоби одержання, зберігання, обробки, передачі, опрацювання, використання, захисту інформації та управління інформаційними процесами.

Інформатика (інформаційна автоматика) сформулювалась як наука завдяки розвитку комп’ютерної техніки.

Головна функція інформатики полягає у розробці методів і засобів перетворення інформації.

Основними завданнями інформатики є:

дослідження інформаційних процесів;

розробка нових інформаційних технологій;

створення апаратно-програмного забезпечення.

Інформатика – динамічна наука, що інтенсивно розвивається та суттєво впливає на розвиток інших наук і технологій.

	

	Поняття інформації



Поняття «інформація» в інформатиці є одним із базових понять (як, наприклад, «пряма» в геометрії, «число» в арифметиці.)

Інформація — це відомості про об'єкти навколишнього світу, які сприймаються людиною, твариною, рослинним світом або спеціальними пристроями.

Інформація передається за допомогою повідомлень. Повідомлення можуть бути усними, письмовими, у вигляді малюнків, жестів, спеціальних знаків тощо.

Під повідомленням розуміють вплив на нервову систему живого організму деякої сукупності сигналів, подразників, яка може бути подана різними способами в залежності від систем, які її видають та сприймають.

Інформація та повідомлення



В інформатиці поняття «повідомлення» має більш широкий зміст, ніж у повсякденному житті.

За допомогою повідомлень здійснюється обмін інформацією між: людьми, між: людьми і машинами, між: машинами; обмін сигналами у тваринному і рослинному світі тощо.

Повідомлення фіксувалися у вигляді малюнка або тексту на скелі, папірусі, пергаменті. З виникненням писемності повідомлення стали передавати у вигляді рукописних і друкованих текстів: газет, журналів, книг. Пізніше для передавання повідомлень почали використовувати телефон і радіо.

Різноманітну інформацію люди (і машини) збирають, обробляють, зберігають і передають іншим людям (і машинам) для подальшого використання. Таким чином здійснюються основні процеси накопичення, обробки і розповсюдження інформації.

З розвитком цивілізації до відомостей про природу додавалася інформація про створені машини, прилади, технологічні процеси, наукові відкриття. Написані романи, повісті, вірші. Створені картини, скульптури, архітектурні ансамблі. Винайдено кіно і телебачення, супутниковий зв'язок, Інтернет і мобільний телефон...

Приклади інформації:

	класний журнал містить інформацію про учнів (прізвища, імена, по батькові, адресу, успішність тощо);

	телевізор передає інформацію про новини у політичному і громадському житті нашої країни і за кордоном;

	супутник автоматично збирає і передає на Землю інформацію про стан атмосфери і космічного простору.

Дії, які можна виконувати з інформацією пошук, збирання, зберігання, опрацювання, подання, передавання, використання і захист, називаються інформаційними процесами.



Носії інформації



У «докомп'ютерні» часи інформацію зберігали на папері, фотокартках, кіноплівці, магнітній стрічці тощо.

З появою перших комп'ютерів знайшли широке використання перфокарти і перфострічки, які використовуються до цього часу в телеграфних апаратах, а також в автоматичних верстатах.

Перфокарта - це аркуш тонкого картону стандартних розмірів. В певних місцях перфокарти пробивають дірочки. Перфокарти з пробитими дірочками пропускали через спеціальний пристрій. Задана у вигляді дірочок інформація перетворювалася в систему електричних сигналів, які надходили до інших пристроїв комп'ютера.

Перфострічка - це стрічка цупкого паперу стандартної ширини, на яку заноситься інформація пробиванням дірочок у відповідних позиціях на 5-й або 8-й доріжках.

Звичайно, за дірочками, нанесеними на перфокарти або перфострічки, стоїть цілком певна інформація.

Магнітні стрічки і магнітні диски для зберігання інформації почали використовувати з розвитком обчислювальної техніки. Замість пробивки дірочок намагнічувались невеличкі області в потрібних місцях. Магнітні стрічки або диски встановлювались в спеціальні пристрої, де зчитувалася записана на них інформація і надходила до інших пристроїв комп'ютера.

Магнітні картки містять закодовану інформацію в кредитних телефонних та реєстраційних картках, а також перепустках і «ключах» для кодових замків.

Компакт-диски (оптичні диски або CD) — це диск із спеціальної пластмаси із дзеркальним покриттям з того боку, з якого записується і зчитується інформація.







Інформація на диск записується так: диск обертається, і на його поверхні лазером в певних місцях наносяться «пошкодження» таким чином, щоб від них не відбивався промінь лазера при зчитуванні. Таким чином на диск можна записати різноманітну текстову і графічну інформацію, музику, рухомі зображення тощо. Щільність запису інформації лазером мікроскопічних «пошкоджень» дуже велика, і такі диски містять набагато більше інформації, ніж магнітні диски таких самих розмірів.

Інформація з оптичних дисків читається на спеціальних пристроях (дисководах), які входять до комплекту сучасних комп'ютерів. Завдяки оптичним дискам на сучасному комп'ютері можна якісно переглядати фільми і слухати музику.

Засіб, за допомогою якого інформація може бути зафіксована, називають носієм інформації. 



Форми і способи подання інформації



Інформація буває досить різноманітною і може призначатися як для живих організмів, так і для різних машин. Приклади:

	«Фас!» - інформація для собаки;

	сигнал точного часу - інформація для людини;

	ключ від квартири - інформація для механічного замка. Існують такі форми подання інформації: символьна, текстова, графічна. Є інші форми, наприклад, звукова, відео...

Символьна форма подання інформації є найбільш простою, в ній кожний символ має якесь значення. Наприклад: червоне світло світлофора, показники повороту на транспортних засобах, різні жести, скорочення і позначення у формулах тощо.

У символьній формі використовуються букви, цифри, знаки, світлові сигнали, сигнали прапорцями, покажчики приладів тощо. Кожний символ має певне значення. Наприклад: літера V може означати об'єм; дорожній знак «!» у червоному колі означає «Попереду небезпека!».

Текстова форма подання інформації є більш складною. Ця форма передбачає, що зміст повідомлення передається не через окремі символи (цифри, букви, знаки), а їх порядком розміщення. Послідовно розташовані символи утворюють слова, які у свою чергу можуть утворювати речення. Текстова інформація використовується у книжках, брошурах, газетах, журналах тощо.

Графічна форма подання інформації, як правило, має найбільший об'єм. До цієї форми належать фотографії, картини, креслення, графіки тощо. Графічна форма більш інформативна. Наприклад, картина Іллі Рєпіна «Запорожці пишуть листа турецькому султану» дає глядачу багато відомостей про своїх героїв (побут, одяг, зброя, обличчя, характер...). Мабуть, тому, коли беремо в руки нову книжку, шукаємо в ній малюнки, щоб створити про неї найбільш повне враження.

Інформація може бути подана одним із способів: літерами і знаками, жестами, нотами музики, малюнками, картинами, скульптурами, звукозаписом, відеозаписом, кінофільмами тощо.


Види інформації



Інформація передається за допомогою сигналів: звукових, електричних, магнітних, світлових, механічних тощо. Наприклад:

	дзвінок - звуковий сигнал початку або кінця уроку;

	телефонна розмова - завдяки електричним сигналам;

	світлофор - світловий сигнал для пішоходів та водіїв.

Інформація може бути у вигляді неперервних (аналогових) і дискретних (цифрових) сигналів.

Інформація в аналоговому вигляді міняє своє значення поступово. Прикладом аналогової інформації можуть бути показники ртутного термометра, годинника зі стрілками, спідометра автомашини, електричні сигнали телефону і радіо тощо. Точність аналогової інформації залежить від точності приладів, які цю інформацію визначають або передають.

Наприклад, якщо купили 2 кг сахара, це ще не значить, що точно 2 кг. Там може бути 1,96 кг або 2,03 кг, залежно від точності ваги.

Інформація у дискретному вигляді міняє своє значення з певним кроком. Прикладами дискретної інформації можуть бути показники електронного годинника або цифрового термометра, ваги з гирями, підрахунок кількості предметів тощо

Дискретна інформація завжди точно визначена. Не може бути 1,96 пляшки молока, 1,87 зошита або 2,03 порції морозива.

В комп'ютері для відображення інформації використовується тільки дискретна (цифрова) інформація. Для обробки у комп'ютері аналогову інформацію попередньо перетворюють на дискретну.

Для визначення кількості інформації використовується одиниця виміру - біт. Слово біт утворено зі скорочення англійських слів binary digit - двійкова цифра. Один біт - кількість інформації, що містить повідомлення типу «так» або «ні». Саме один біт інформації містить пробивка на перфокарті або перфострічці, намагнічена область на магнітній стрічці або диску, «пошкодження» на оптичному диску .

Для виміру об'ємів інформації використовується більш велика одиниця - байт, 1 байт =8 біт. Двійковий 8-розрядний код має 2 = 256 різних значень. Цього досить, щоб закодувати букви алфавіту (великі і малі), цифри, розділові знаки й ін.

Перехід на дискретну форму сигналу дає величезні переваги порівняно з аналоговою формою інформації:

	засоби обробки і передачі дискретної інформації простіші;

	дискретна інформація надійніше зберігається;

	•	можна автоматично знаходити і виправляти помилки.

	Перехід на цифрову (дискретну) техніку вже почався. З'явились цифрові магнітофони і програвачі, відео- і фотокамери тощо.



Інформація та шум, їх взаємне перетворення



Повідомлення, яке не несе інформації, несе шум. Іншими словами, якщо повідомлення не підвищує інформованість об'єкта, то воно не несе інформацію. Наприклад, в кімнаті двоє: батько слухає новини по телевізору, син вголос вчить вірш. Син не сприймає новини з телевізора, і ця інформація для нього є шумом. Очевидно, що і батько старається зосередитися на новинах, а голос сина для нього теж є шумом. Коли ж почали передавати спортивні вісті, син захотів почути результати останніх матчів з футболу, переключив свою увагу на телевізор, і для нього шум від телевізора перетворився в інформацію. І для батька голос сина з коментарем до чергової перемоги команди «Динамо» перестав бути шумом.

Шумом є повідомлення, сформульоване невідомою мовою або які містять невідомі терміни. Але для тих, хто розуміє цю мову або знає зміст цих термінів, це повідомлення є інформацією.


VІ. Узагальнення і систематизація знань.

Фронтальна бесіда за поняттями, які вивчалися на уроці.

VІІ. Підсумок уроку.

VІІІ. Повідомлення домашнього завдання.

Опрацювати §1-3 ст. 5-10 Інформатика частина 1 І.Т. Зарецька, А.М. Гурій, О.Ю. Соколов, вив. визначення