Понятие об информации

Понятие об информации. Представление, содержание и изменение информации. Информатика как наука. Язык Паскаль: процедуры; формальные и фактические параметры, возвращаемые параметры.

1. Информация

1.1 Информация и время

Накопление человечеством опыта и знаний при освоении природы смешалось с освоением информации. Именно этот процесс и привёл к образованию инфосферы.

Информация в пререводе с латинского языка означает: разъяснение, изложение чего-либо или сведения о чём-либо. Такое понятие, как обработка информации, появилось совсем недавно, но обрабатывать информацию люди начали ещё в древние времена.

Сначала из поколения в поколение информация передавалась устно. Это были сведения о профессиональных навыках, например о приёмах охоты, обработки охотничьих трофеев, способах земледелия и др. Но затем информацию стали фиксировать в виде графических образов окружающего мира. Так, первые наскальные рисунки, изображающие животных, растения, людей, появилиь примерно 20-30 тыс. лет назад.

Начатый поиск более современных способов фиксирования информации привёл к появлению письменности. Вначале люди записывали расчёты с покупателями, а затем написали и первое слово. На чём только они не писали! В Индии - на пальмовых листьях, в Вавилоне - на глиняных плитках, на Руси пользовались берестой. Как видим, письменность - новый шаг человечества в области хранения и передачи информации. Однако первым революционным явлением в этой сфере стало изобретение печатного станка, благодаря которому появилась книга и, таким образом стало возможно массовое тиражирование профессиональных знаний, зафиксированных на материальном носителе.

Сегодня потоки книг, сливаясь с потоками технической документации и многотомной справочной литературой, образуют океаны информации. Эту информацию необходимо хранить и передавать потребителю, для чего нужен мобильный и ёмкостный носитель.

Но книга является неудобным, сложным, дорогим, а главное "медленным" носителем информации. Вся многогранность содержания раскрывается человеку при перелистывании, чтении и рассматривании книги. Таким образом, она не может непосредственно влиять на производственный процесс. Сначала человеку необходимо найти нужную ему книгу, освоить накопленные в ней знания, которые позже смогут дать толчок дальнейшему развитию производства. Хранение книг требует громадных знаний и специальных климатических условий, а их доставка потребителю сопрежена с дорогостоящим размножение во множестве экземпляров и объёмными транспортными перевозками. Книга как носитель информации сегодня уже отстаёт от стремительного продвижения человечества по пути освоения природы. Прогресс в этой деятельности, обусловленный в первую очередь развитием коммуникаций, т.е. связью между людьми, требует расширения влияния инфосферы на техносферу.

Был и другой вид информационной деятельности. Отдельные государства, стремясь к расширению своих территороий, проводили агрессивную политику по отношению к своим соседям. Подготовка и ведение боевых действий требовали информации о военном потенциале противника. Её добывали, например, через разведчиков. Тогда остро встал вопрос о защите информации от утечки в посторонние руки. Стали развиватся методы кодирования, разрабатываться способы быстрой и безопасной пересылки информации.Шли годы, рос объем информации, которой обменивалось общество. Для сбора, переработки и распространения информации создавались издательства, типографии - родилась информационная промышленность. Газеты, журналы и другие издания, выпускающиеся большими тиражами, кроме полезной информации обрушивали на человека огромное количество зачастую и ненужных, бесполезных сведений. Для обозначения таких лишних сведений придумали специальный термин "информационный шум".

Помимо печати появились и другие органы массовой информации - радио и телевидение. И общество привыкло к тому, что когда говорят об информации, то речь идёт о сведениях, полученных через радио, газеты и т.д. Затерялся основной смысл этого слова, утонул в потоке новостей, поступающих через органы массовой информации.

Второе революционное изобретение XX века - Электронная Вычислительная Машина (ЭВМ). Она-то и является носителем информации и средством доставки её потребителю. В совокупности с линиями связи, такими, как проводная, радио-, космическая и оптическая, ЭВМ делает человеку доступной и мобильной любую часть гиганского объёма информации, которая без непосредственного воздействия на человека может влиять на работу производственного оборудования, например на станки с программным управлением. На заводах внедряются автоматизированные линии и даже целые автоматизированные производства. Отсюда, конечно, не следует, что в будущем компьютер вытеснит из обихода книгу. Ведь книга не просто "носитель информации", она - часть нашего духовного мира. Уже сейчас, передавая информацию в машинную память, люди освобождяют полки книжных хранилищ от технической документации и справочной литературы.

1.2 Количество информации

Информация - произвольная последовательность сиволов, т.е. любое слово, каждый новый символ увиличивает колличествои информации. Как же измерить колличество информации? Для этого, как впрочем и для измерения длины, массы и т.д нужен эталон. Какое же слово взять в качестве эталона информации? Прежде, чем выбрать это слово необходимо выбрать алфавит - материал, из которого будет сделано это слово. Обычно алфавит берут двухсимвольным. Например, он может состоять из цифр 1 и 0. Эталоном считается слово, состоящее из одного символа такого алфавита. Количество информации, содержащееся в этом слове принимают за единицу, называнную битом. Имея эталон колличества информации можно сравнить любое слово с эталоном. Проще сравнивать те слова, которые записаны в том же двухсимвольном алфавите.

1.3 Что такое информация?

Вообще существует несколько взглядов на то, что принято считать информацией. Один взгляд, и его, по-видимому придерживается большая часть специалистов и неспециалистов сводится к тому, что существует как бы два сорта информации:

1. Информация техническая, которая передаётся по телеграфным линиям и отображается на экранах радиолокаторов. Количество такой информации может быть точно вычислено, и процессы, происходящие с такой информацией, подчиняются физическим законам.
2. Информация семантическая, то есть смысловая. Это та самая информация, которая содержится, к примеру, в литературном произведении. Для такой информации предлагаются различные количественные оценки и даже строятся математические теории. Но общее мнение скорее сводится к тому, что оценки здесь весьма условны и приблизительны и алгеброй гармонию всё-таки не проверишь.

Второй взгляд состоит в том, что информация - это физическая величина, такая же, как, например, энергия или скорость. Определённым образом и в определённых условиях информация равным образом описывает как процессы, происходящие в естественных физических системах, так и процессы в системах, искуственно созданных.

Как всегда, при наличии двух резко противоположных мнений существует и третье, примиряющее. Сторонники третьего подхода считают, что информация едина, но вот количественные оценки должны быть разными. Отдельно нужно измерять количество информации, причём количество информации - строгая оценка, относительно которой можно развивать единую строгую теорию. Кроме количества информации, следует измерять ещё и ценность. А вот с ценностью инфориации происходит то же самое, что и с понятием семантической информации.С одной стороны, вроде её можно вычислить, а с другой стороны, все эти вычисления справедливы лишь в ограниченном числе случаев. И вообще, кто может точно вычислить, скажем, ценность крупного научного открытия?

Бурное развитие науки и промышленности в XX веке, неудержимый рост объёмов поступающей информации привели к тому, что человек оказался не в состоянии воспринимать и перерабатывать всё ему предназначенное. Возникла необходимость классифицировать поступления по темам, организовывать их хранение, доступ к ним, понять закономерности движения информации в различных изданиях и т.д. Исследования, позволяющие разрешить возникшие проблемы, стали называть информатикой (см. раздел 2)

2. Информатика

2.1 Как развивалась информатика

На начальном этапе своего развития информатика являлась базой библиотечного дела и многие годы являлась теорией и практикой его совершенствования. Тогда информатика занимала странное промежуточное место между изучаемыми объектами природы и знаниями о них. Действительно, человек, изучая объекты окружающего мира, получает информацию, которую фиксирует на каких-то носителях (литература, магнитные кассеты и др.). Обрабатывая информацию, мы получаем знания об окружающем нас мире, позволяющие создавать новые методы исследования, получать новую информацию, фиксировать её, обрабатывать и т.д.

Естественно, хочется назвать информатикой тот круг вопросов, который связан с разработкой эфективных методов сбора, хранения, обработки и преобразования имеющейся информации в знания, т.е. с обеспечением связей цепочки "Информация-Знания", а не только с изучением, где и в каких журналах чаще появляются статьи по даной теме, как лучше расставить книги, каталожные карточки и др.

Что же такое информатика? Если это сбор и обработка информаци об окружающем нас мире, как отличить её от физики, химии, геологии и других наук? А может быть все остальные науки являются её составной частью? Нет, информатика не включает в себя ни химию, ни физику, ни медицину и т.д., хотя с каждой имеет много общего. Она существует для помощи другим наукам и вместе с математикой снобжает их методами исследований и обработки информации.

До 50-х годов нашего столетия такая постановка вопроса была неправомерной, так как не существовало почти ничего общего в методах сбора и обработки информации у медиков, физиков, психологов и т.д. Примеров отдельных связей было много, но не было общего стержня, вокруг которого объединились бы все науки. Положение существенно изменилось с рождением ЭВМ (см. раздел 2.2).

2.2 Рождение ЭВМ

Широко известно, что первые ЭВМ создавались для проведения расчётов в ядерной физике, в летательной и ракетной технике. Последовавшее далее внедрение ЭВМ в область административного управления и экономики дало не только экономический эффект, но и привело к созданию и бурному росту новой отрасли - средств и методов электронной обработки информации.

Появились новые ЭВМ, новые методы и средства общения с ними.Возникла новая информационная промышленность, производящая дорогостоящую и малоосязаемую продукцию. Информация стала товаром. Электронно-вычислительные машины, созданные первоначально для решения вычислительных задач, стали обрабатывать числовую, текстовую, графическую и другую информацию.

Вычислительная техника сразу же показала свою эфективность в тех областях человеческой деятельности, где широко использовались методы человеческого моделирования - точные количественные методы. Сюда относятся физика, механика и тд. Но есть области человеческой деятельности, которые ещё недавно считались недоступными для методов математического моделирования, а следовательно, и для ЭВМ. В них шло накопление отдельных фактов, давалось качественное описание объектов и событий.Их назвали описательными науками. Развитие электронно-вычислительной техники, средств и методов общения с ней, создание автоматизированных информационно-поисковых систем, методов распознования образов привели к тому, что ЭВМ стали способны проводить описательный анализ изучаемых объектов. Появилось новое направление исследований - разработка машинного (искусственного) интелекта.

Описательные науки получили ЭВМ в качестве нового рабочего инструмента. Никого сейчас не удивит сообщение: "Учёные,обработав на компьютере портет Леонардо да Винчи и изображение Монны Лизы на его картине, утверждают, что везде изображено одно и то же лицо"

В развитии ЭВМ можно выделить три этапа: вычислительный, общеинформационный и интелектуальный. Наука и технологии находятся сейчас на пороге третьего этапа - развития машинного интелекта. Машиннный интелект войдёт в жизнь в виде ЭВМ, выполняющих такие фиунции, которые раньше были привилегией работников умственного труда. Роддаются новые машины, создаются более совершенные программы, "растет" машинный интелект - появляются новые возможности для исследования и познания окружающего нас мира.

2.3 Современная информатика

Современную информатику составляют три направления: 1). разработка методов и флгоритмов автоматизированного сбора, хранения, поиска и передичи информации; 2). разработка методов и алгоритмов обработки и преобразования информаци; 3). разработка технологии и электронно-вычислительной техники, позволяющих развиивать первые два направления.

Современная информатика сложилась в недрах математики и кибернетики, системотехники и электроники, логики и лингвистики. Основные научные направления информатики образут такие дисциплины, как теоретические основы вычислительной техники, статистическая теория информации, теория вычислительного эксперимента, алгоритмизация, программирование и искуственный интелект.

Прикладная информатика обслуживает науку,технику,производство и другие виды человеческой деятельности путём создания и передачи в общество информационной технологии. Эффективное и повсеместное освоение этой новой технологии ставит перед всеми видами образования масштабные задачи распространения компьютерной грамотности и содействие её перерастанию в информационную культуру общества.

Современные ЭВМ не настолько совершенны, чтобы понимать программы, составленные на каком-то употребляемом человеком языке - русском, польском, японском. Поэтому команды, предназначенные машине, необходимо записывать в понятной форме. С этой целью применяют искусственные языки, называемые алгоритмическими или языками программирования. Алфавит, словарный запвс и структура этих языков выбираются таким образом, чтобы они были одинаково удобны как человеку, работающему с программой, так и ЭВМ6 которая должна легко расшифровывать и выполнять задаваемую программой последовательность команд. Следовательно, язык программирования можно считаль средством общения между человеком и машиной. К настоящему времени создано немало алгоритмических языков для описания задач различных классов. Универсальные языки объединяют в себе несколько задач. К таким языкам и относится язык Паскаль (см. ниже).

3. Язык Паскаль

3.1 История создания языка

Язык Паскаль имеет многолетнюю историю. Первая версия языка, предложенного его автором - профессором кафедры вычислительной техники Швейцарского федерального института технологии - Никласом Виртом, появилась ещё в 1968 году как альтернатива уже существующим и всё усложняющимся языкам программирования, таким как АЛГОЛ и ФОРТРАН, призванная облегчить изучение и использование языков программирования при сохранении инструментальных средств.

Интенсивное развитие языка ПАСКАЛЬ привело к появлению уже в 1973 году его стандарта в виде пересмотренного сообщения, а число трансляторов с этого языка уже в 1979 году перевалило, по оценкам Н.Вирта, за 80. В начале 80-х годов ПАСКАЛЬ ещё более упрочил свои позиции с появлением трансляторов MS-PASCAL и Turbo-PASKAL для персональных ЭВМ. С этого времени язык ПАСКАЛЬ становится одним из наиболее широко используемых языков программирования для персональных ЭВМ. Существенно то, что язык уже давно вышел за рамки академического и узкопрофессионального интереса и используется в большинстве университетов, институтов и других высших и средних учебных заведений как средство обучения студентов программированию.

3.2 Процедуры

В языке Паскаль представлена возможность самостоятельного описания процедур и функций. В приложении даются описания всех процедур и функций, содержащихся в языке. Кроме этого Паскаль предоставляет различные возможности, чтобы помещыть в программе отдельные "блоки" . И осуществляется это с помощью процедур и функций.

Процедура - это программа, или, ещё лучше, "отдельный блок", в котором результат является не обязательно расчитанным значением, в то время как вычисление функции всегда должно производится до конца. Каждая процедура должна быть описана и описание это происходит после объявления имеющихся переменных. Структура процедуры фактически может быть такая же, как и у главной программы. Внутри процедуры также можно объявлять новые переменные. Так как эти переменные могут действовать только в самой процедуре, то говорят, что эти переменные являются локальными. Эти переменные имеют смысл только в самой процедуре. Кроме этого в процедуре можно объявлять новые метки, константы, типы и т.д. (даже новые процедуры). Первая строка процедуры обычно называется заголовком процедуры, и все последущие операторы называются телом процедуры.

4. Параметры

4.1 Формальные и фактические

Параметр (от греч. "отмеряющий" ) в программировании - аргумент или результат алгоритма (процедуры), указываемый в его заголовке.

Имя обозначающее параметр называется формальным параметром. В общем случае запись алгоритма, содержащего формальный параметр, является своего рода заготовкой, преобретающей законченный или подлежащий исполнению вид после текстуальной подстановки на место фактического параметра величины, выражения или какой-либо другой конструкции языка. Фактический параметр указывается в команде вызова или задаётся поручителем перед исполнением алгоритма. Если формальный параметр является по смыслу величиной, то его замена на фактический может выполнятся не текстовой подстановкой, а путём вызова по значению. В этом случае формальный параметр трактуеся как переменная величина алгоритма. Если формальный параметр является аргументом, то ему присваивается текущее значение соответствующего фактического в качестве начального значения перед началом исполнения алгоритма.

Если формальный параметр является результатом, то по завершении исполнения алгоритма получившееся значение параметра присвивается соответствующему фактическому параметру.

Список используемой литературы

1. Боон К. Паскаль для всех. М:Энергоатомиздат, 1988 г., с.5-6,18,99-120.
2. Григас Г.К. Начала программирования. М:Просвещение, 1987 г., с.8-9.
3. Нестеренко А.В. ЭВМ и профессия программиста. М:Просвещение, 1990 г. с.13-14.
4. Решетников В.Н., Сотников А.Н. Информатика - что это? М:Радио и связь, 1989 г., с.3-18.
5. Шилейко А.В., Шилейко Т.И. Информация или интуиция? М:Молодая гвардия, 1983 г., с.6-8.