Теоретические основы информатики

Тема 1. Теоретические основы информатики

Цели и задачи изучения темы

∙     Изучение основных понятий информатики.

∙     Ознакомление со свойствами информации.

∙     Изучение основных способов кодирования и измерения информации.

∙     Знакомство с понятием алгоритм. 

1.1. Информация и развитие общества

Одним из фундаментальных понятий, наряду с понятиями материя и энергия, является понятие информации. И если роль материи и энергии в существовании человеческого общества и Вселенной в целом была осознана достаточно давно, то роль информации  в живой и неживой природе только-только начинают понимать.    

Способность принимать, передавать, запоминать и некоторым образом обрабатывать разнообразную информацию является, по-видимому, одним из самых главных признаков живого мира. В той или иной степени это свойство присуще животным, растениям и даже бактериям. Получив из внешней среды какую-либо информацию, живой организм определенным образом реагирует на полученные сведения. Например, лепестки цветка закрываются вечером и раскрываются утром, для мелкого грызуна посторонний шум или запах – сигнал к бегству и т.д.  Информация не только поступает в организм извне, но и передается живым организмом во внешнюю среду. Так пчела с помощью танца может передать своим собратьям сведения о местонахождении и количестве медоносов. Наиболее важные сведения живые организмы запоминают. И эта «хранящаяся» в организме информация  активно используется в процессе обработки вновь поступающей информации. Например, найдя дорогу к водопою, животные ее запоминают и затем неоднократно по ней проходят. Итак, с помощью приема, передачи, хранения и обработки различного рода информационных потоков из внешней среды любой отдельно взятый организм обеспечивает свою жизнедеятельность. Таким образом, информация для живого организма не менее важна, чем пища, с помощью которой к организму поступает энергия.      

 Человек так же, как и любой другой живой организм, получает информацию из окружающей среды с помощью органов чувств. Получив информацию, человек определенным образом обрабатывает, сохраняет и в случае необходимости передает ее. В отличие от любых представителей живой природы, человек, по мере своего развития,  всегда стремилось «изобретать», и использовать все новые способы и средства для приема, обработки, хранения, передачи информации (речь, бумажные носители информации, магнитофонные записи, телефон, радио и др.). Причем с определенного времени человек стал «коллективным животным», и «добытые» одним человеком сведения, знания становились достоянием «общественности». То есть по мере развития человеческого общества происходил процесс накопления информации и совершенствования методов и средств приема, обработки, создания, хранения и передачи информации. Анализ особенностей основных этапов развития человеческого общества показывает существенную зависимость основных характеристик этих этапов от способов, с помощью которых человек хранит, обрабатывает и передает информацию.

На ранних этапах развития человеческого общества информация играла ту же роль, что и во всей живой природе. Однако по мере усложнения взаимодействия между людьми, появления первых орудий труда, человеку приходилось формировать все более сложные и сложные сигналы для передачи и обработки информации. Так, около миллиона лет тому назад начала формироваться речь человека – самый совершенный в живой природе способ обмена информации. Речь первобытного человека представляла собой не только форму сообщений, она стала способом сохранения и передачи, полученных людьми знаний об окружающих их предметах, явлениях и их связях. Таким образом, появление речи представляло собой переход на более совершенный уровень работы с информацией.