Інформатика - базовий курс (Авторський колектив)

Повідомлення

Усе наше життя пов’язане з повідомленнями. Ми отримуємо повідом­лення, коли спілкуємося з іншими людьми, слухаємо радіо, дивимося телевізор, читаємо книги, газети або журнали. Ми передаємо повідом­лення, коли пишемо листи, розмовляємо по телефону, розповідаємо один одному про якісь події. Ми зберігаємо повідомлення, коли записуємо в щоденник домашнє завдання, фотографуємося, знімаємо відеофільм. Ми опрацьовуємо повідомлення, коли розв’язуємо задачу або пишемо пере­каз. Ми використовуємо повідомлення, коли збираємося до школи, пла­нуємо подорож на канікули, вибираємо подарунок другу (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Отримання, передавання і зберігання повідомлень

Наведемо приклади повідомлень.

Диктор телебачення повідомив ре­зультати чергового туру чемпіонату України з баскетболу.

Дмитро залишив матері записку, що він пішов до Василя готуватися до конт­рольної роботи з фізики.

Рекламний щит повідомляє про початок роботи книжкового ярмарку (рис. 1.2).

Учень натиснув потрібну послідов­ність кнопок кодового замка - двері відчинилися.

Світлофор зі спеціальним звуковим сигналом повідомляє людям з вадами зо­ру про те, що можна переходити вулицю.

Бджоли-розвідниці виконують у вули­ку спеціальний «танок», повідомляючи таким способом іншим бджолам, в якому напрямі потрібно летіти по нектар.

Дельфіни попереджають один одного про небезпеку різким звуковим сигналом

Повідомлення можна подавати різними способами, наприклад, за до­помогою:

• • текстів;
• • чисел;
• • графічних зображень;
• • звуків;
• • умовних жестів, сигналів;
• • спеціальних позначень;
• • комбінації текстів, чисел, графічних зображень, спеціальних позна­чень тощо.

Розподіл повідомлень за способом подання наведено в таблиці 1.1.

Таблиця 1.1

Види повідомлень	Приклади повідомлень
Текстові	Наукові статті, реферати, прозові та віршовані твори, листи тощо
Числові	Температура повітря, швидкість вітру, сила землетрусу, висота гори, вік людини, відстань між містами тощо
Графічні	Графіки, діаграми, піктограми, дорожні знаки, малюнки, картини, фотографії тощо
Звукові	Оголошення по радіо, сигнали автомобіля, дзвінок на перерву, музичні твори, сміх дитини тощо
Умовні  жести, сигнали	Хитання головою на знак згоди, жести мови глухонімих, сигнали світлофора, сигнали семафорної азбуки на флоті тощо
Спеціальні позначення	Запис математичних формул і фізичних законів, рівнянь, їх розв’язань; запис формул речовин, хімічних реакцій; нотний запис музичного твору; запис ходів партії шахів; повідомлення, записане з використанням азбуки Морзе або шрифту Брайля для сліпих тощо
Комбіновані	Поєднання кількох із зазначених вище. Наприклад, реферат, що містить графіки; оголошення по телебаченню; малюнки з підписами тощо

Зазначимо, що одне й те саме повідомлення можна подати різними способами.

Наприклад, повідомлення про час і номер колії відправлення потя­га «Київ - Запоріжжя» може бути оголошене диктором, записане в розкладі руху потягів, подане на світловому табло, на мультимедій­ному екрані тощо. 

Людина сприймає повідомлення з навколишнього середовища за допомогою п’яти органів чуттів: зо­ру, слуху, дотику, нюху, смаку (рис. 1.3).

Розподіл повідомлень за способом сприйняття наведено в таблиці 1.2.

Види повідомлень	Приклади повідомлень
Візуальні	Форма предметів, колір, тексти, малюнки, скульптури, візуальні сигнали тощо
Звукові	Музика, спів птахів, крики тварин, доповідь, усне спілку­вання тощо
Тактильні	Твердий, м’який, гладкий, шорсткий, рідкий, твердий тощо
Нюхові	Різкий, їдкий, запах диму, запах парфумів тощо
Смакові	Солоний, солодкий, гіркий, кислий тощо

Узагальнена схема розглянутих класифікацій повідомлень подана на рисунку 1.4.

Інформація

Якщо отримане людиною повідомлення містить нові для неї факти, то кажуть, що вона отримала інформацію.

Термін інформація походить від латинського слова informatio, що в буквальному перекладі означає: роз’яснення, ознайомлення, переказ, а саме слово informatio походить від слова informo, що означає: навчаю, формую, міркую.

Ви вже знаєте, що у кожній науці є основні поняття. Таким поняттям не дають означень, тому що вони є першими в цій науці. Їх лише поясню­ють. У математиці прикладами таких понять є натуральне число, множина, точка, пряма, площина, у фізиці - час, тіло, простір, у хімії - ре­човина. Інформація є саме таким поняттям.

Якщо спробувати пояснити, що таке інформація, то можна сказати так:

• інформація - це новини, нові факти, нові знання;
• інформація - це відомості про об’єкти і явища навколишнього світу, які підвищують рівень обізнаності людини;
• інформація - це відомості про об’єкти і явища навколишнього світу, які зменшують рівень невизначеності при прийнятті певних рішень.

У матеріалах ЮНЕСКО (англ. UNESCO – United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization) - Організація Об’єднаних Націй з пи­тань освіти, науки і культури) зазначається, що інформація - це універ­сальне поняття, що пронизує усі сфери людської діяльності, слугує провідником знань і думок, інструментом спілкування, взаєморозуміння та співробітництва.

У Законі України «Про інформацію» інформація визначається як до­кументовані або публічно оголошені відомості про події та явища, що відбуваються у суспільстві, державі та навколишньому природному сере­довищі.

Шум

Чи кожне повідомлення несе для людини нові факти? Чи кожне повідомлення підвищує рівень її обізнаності?

Вам давно відомо, що 2 + 2 = 4. Це повідомлення не є для вас новим фактом, не підвищує рівень вашої обізнаності, і тому воно не несе для вас інформацію. Не підвищують рівень обізнаності людини повідомлення про вже відомі їй результати футбольних матчів, історичні події, форму­ли і закони тощо.

Також не несе інформацію повідомлення 5 * 9 = 40, тому що воно містить неправильне твердження.

Не несе інформацію й повідомлення невідомою мовою, наприклад шу­мерською або давньогрецькою, тому що в цьому випадку людина не зро­зуміє його зміст.

Вважають: якщо повідомлення не несе інформацію, то воно несе шум.

З наведених вище прикладів можна зробити висновок, що повідомлен­ня несе шум, якщо воно:

• містить уже відомі факти, відомості;
• містить неправильні факти, відомості, твердження;
• має зміст, який людина не може зрозуміти (подане незрозумілою мо­вою, містить невідомий код шифрограми, незрозумілі жести, незро­зумілу послідовність звуків, незрозумілі формули тощо).

Якщо ви отримали повідомлення для вирішення конкретної пробле­ми, частина якого є для вас корисною, а частина - зайвою, непотрібною і не стосується безпосередньо цієї проблеми, то кажуть, що таке повідом­лення має інформаційну надлишковість. Саме таким є, наприклад, повідомлення про прогноз погоди, в якому разом із самим прогнозом по­годи вам повідомляють, що спонсор цієї передачі - компанія «Веселий настрій».

Повідомлення з інформаційною надлишковістю завжди містять біль­ше сигналів, ніж потрібно для розуміння суті повідомлення. Але інколи надлишкові сигнали свідомо включають до повідомлень, щоб використа­ти їх для відновлення повідомлення в разі його пошкодження.

Інформаційні процеси

Якщо ви прочитали твір не відомого вам раніше письменника і цей твір вам сподобався, то ви напевне зацікавитесь творчістю цього письмен­ника і почнете збирати повідомлення про його життя і творчість, читати інші його твори. Якщо обсяг цих повідомлень стане досить великим, ви запишете основні факти і свої враження (зберігання повідомлень). Крім того, ви звичайно ж поділитесь вашими враженнями від прочитаного тво­ру з друзями (передавання повідомлень). На основі прочитаного, ваших вражень і роздумів можете зробити власні висновки щодо поведінки го­ловних героїв, які можуть навіть не збігатися з позицією автора, можете написати твір або реферат (опрацювання повідомлень). Якщо ви не захо­чете, щоб сторонні особи прочитали ваші записи, ви постараєтесь зроби­ти так, щоб вони не мали до них доступу, тобто ви будете захищати повідомлення.

У розглянутому прикладі ви збирали, зберігали, передавали, опрацьо­вували і захищали повідомлення. Усі ці операції називаються інформаційними процесами.

Розглянемо інформаційні процеси більш детально.

У наш час способи збирання повідомлень можуть бути такими (рис. 1.5):

• робота зі спеціальною літературою, енциклопедіями, довідниками, газетами, журналами тощо;
• проведення дослідів та експериментів;
• бесіди зі спеціалістами;
• спостереження, опитування, анкетування;
• перегляд радіо- і телепередачі;
• перегляд фотографій, відеоматеріалів, прослуховування звукоза­писів;
• пошук в Інтернеті та в інших інформаційно-довідкових мережах і системах.

У наш час для зберігання повідомлень люди використовують такі носії
(рис. 1.6):

• папір (книги, газети, журнали, словники, енциклопедії тощо);
• дерев’яні, тканинні, металеві та інші поверхні;
• кіно- і фотоплівки;
• магнітні стрічки;
• магнітні і лазерні диски;
• флеш-карти
• та інші.

Усі ці носії повідомлень зберігаються в бібліотеках, музеях, архівах, картинних галереях, фотоальбомах, патентних бюро, відеотеках, фонотеках, кіноархівах, елект­ронних базах даних тощо.

У живій природі теж існують носії повідомлень. Такими носіями, наприклад, є генетичні коди в клітинах організмів, мозок людини і тварини, річні кільця на зрізі дерева та ін.

Повідомлення передаються каналами передавання у формі сигналів: звукових, світлових, ультразвукових, електричних, текстових, гра­фічних та інших. У процесі передавання повідомлень завжди беруть участь три об’єкти: джерело повідомлення, канал передавання та прий­мач повідомлення (рис. 1.7).

Каналами передавання можуть бути повітряний простір, електричні та оптово- локонні кабелі, окремі люди, нервові кліти­ни людини тощо. Для передавання повідом­лень каналами передавання використову­ють відповідні засоби. Наведемо приклади засобів передавання повідомлень (рис. 1.8):

• •розмова людей, крики тварин, дзвінки, дзвони;
• •світлофор, міліціонер-регулювальник, сигнальні фари автомобіля, сиг­нальні прапорці на флоті;
• поштова служба;
• телефон;
• телеграф;
• радіо, телебачення;

• комп’ютерні мережі, електронна пошта.

Наведемо кілька прикладів опрацювання повідомлень.

Учень, прочитавши умову задачі, опрацьовує повідомлення, які вона містить, створює розв’язання задачі, у результаті виконання якого отри­мується нове повідомлення - розв’язок задачі.

Розташувавши за спаданням результати попередніх забігів на дистанцію 100 м, отримують список восьми учасників фінального забігу.

Читаючи ноти, піаніст натискає відповідні клавіші піаніно, у ре­зультаті чого ми чуємо музику.

Турнікет метро, отримавши пові­домлення, що було опущено жетон, розпізнає його і повідомляє при­стрій, який закриває прохід через турнікет, що можна пропустити па­сажира (рис. 1.9).

У пристрої, що вмикає та вими­кає освітлення вулиці, є фотоеле­мент, який постійно приймає й оп­рацьовує повідомлення про рівень освітленості. Коли цей рівень дося­гає встановленого значення, пристрій вмикає чи вимикає ліхтарі.

Опрацювання повідомлень є одним із головних засобів збільшення їх кількості. У результаті опрацювання з повідомлення одного виду можна отримати повідомлення інших видів.

Останнім часом обсяг інформації, що накопичує людство, зростає швидкими темпами. У багатьох випадках, зокрема в бізнесі, володіння інформацією стає вирішальним для ведення ефективної діяльності.

Інформація сьогодні стала товаром. Тому виникає потреба захищати відповідні повідомлення.

Наведемо деякі приклади запобіжних заходів для захисту повідом­лень:

• створення резервних копій;
• зберігання в захищеному приміщенні, сейфі;
• надання користувачам відповідних прав доступу до повідомлень;
• кодування (шифрування) повідомлень.

Дані

Поняття дані безпосередньо пов’язане з поняттям повідомлення.

Вам відомо, що повідомлення - це послідовність сигналів різної приро­ди. Сигнали реєструються мозком людини або тварини, автоматичним пристроєм у певному вигляді. У момент реєстрації сигналів утворюються дані.

Дані можуть бути подані числами, словами, таблицями, звуками, графічними зображеннями, спеціальними позначеннями тощо.