1. Які інформаційні процеси ви знаєте?
2. Що таке технологія? Які інформаційні технології ви знаєте?
3. Назвіть етапи розвитку засобів передавання, опрацювання та зберігання повідомлень. На якому із цих етапів людина почала використовувати комп’ютер?
ІНФОРМАТИКА ЯК НАУКА ТА ГАЛУЗЬ ДІЯЛЬНОСТІ ЛЮДИНИ
Ви вже знаєте, що діяльність людини тісно пов’язана з повідомленнями: вона отримує, передає, запам’ятовує, опрацьовує різноманітні повідомлення.
Для прийняття рішень людина використовує накопичені відомості, свій досвід, моделює наслідки своїх дій. У разі неповних відомостей вона звертається до різноманітних джерел — довідників, підручників, атласів, словників, Інтернету тощо.
Однак доволі часто людина стикається з тим, що прийняти правильне рішення вона не може не тільки через відсутність чи неповноту відомостей, але й через їх надмірну кількість.
У таких випадках на допомогу може прийти наука. Під час прийняття рішень у будь-якій сфері д іяльності людині потрібні не просто повідомлення або сукупність відомостей про процеси чи об’єкти. Відомості мають бути певним чином подані й упорядковані, що забезпечить можливість їх системного та швидкого використання (мал. 1.1). Цим і займається наука, що отримала назву інформатика.
Інформатика — наука, що вивчає методи та засоби опрацювання, передавання та зберігання повідомлень.
Якщо зважити на те, що опрацювання, передавання та зберігання повідомлень — це інформаційні процеси, то можна сказати, що інформатика — це наука про інформаційні процеси, які, як правило, у сучасному суспільстві реалізуються з використанням комп’ютерної техніки.
Говорячи, що інформатика вивчає інформаційні процеси, маємо на увазі, що вона формулює основні їх закономірності, розробляє на основі цих закономірностей найбільш ефективні методи і способи передавання, опрацювання та зберігання повідомлень, створює пристрої, які забезпечують швидке та надійне здійснення інформаційних процесів.
У світі широко розповсюджено англомовний варіант назви науки інформатики — computer science (англ. computer — комп’ютер, science — наука).
Для тих, хто хоче знати більше
У середині ХХ ст. інформатикою в деяких країнах називали науку, що вивчала закономірності розповсюдження, класифікації, пошуку, узагальнення наукових повідомлень з метою запобігання повторних наукових досліджень і швидкого інформування вчених про їх результати. Ця наука й далі розвивається, вона отримала назву «документалістика». Учені цього напряму розробили методи систематизованого зберігання наукових відомостей, швидкого їх пошуку за потрібними значеннями властивостей.
Інформатикою називають також галузь діяльності людини, яка пов’язана з реалізацією інформаційних процесів з використанням засобів комп’ютерної техніки.
Інформатика як галузь діяльності людини складається з виробництва та ремонту комп’ютерної техніки, створення різноманітного програмного забезпечення (операційних систем, систем захисту від комп’ютерних вірусів, програм стиснення й архівації даних, редакторів текстів, презентацій, малюнків, мультимедійних даних, програм для банківської сфери, медицини, освіти тощо), створення і забезпечення роботи комп’ютерних мереж різного рівня, різноманітних сайтів, робототехніки тощо (мал. 1.2).
Значення інформатики та комп’ютеризованих систем у сучасному суспільстві постійно зростає. Діяльність окремих людей, урядових організацій, великих корпорацій і малих фірм дедалі більше залежить від стану та стабільної роботи комп’ютерних систем і мереж. Для подальшого розвитку
всі сфери діяльності людини потребують своєчасного й швидкого передавання та опрацювання дедалі більшого обсягу даних, надійного їх зберігання.
Очевидно, що інформатика як галузь діяльності людини тісно пов’язана з інформатикою як наукою та на практиці використовує її досягнення.
ОСНОВНІ ІНФОРМАЦІЙНІ ПРОЦЕСИ, ЇХ ХАРАКТЕРИСТИКА
Як ви вже знаєте, процеси зберігання, передавання, опрацювання повідомлень називаються інформаційними процесами. Кожен із цих процесів має свої характерні особливості.
Так, процес зберігання повідомлень передбачає наявність носія, на якому фіксуються повідомлення. У комп’ютерних системах для фіксації повідомлень використовують різні носії: мікросхеми пам’яті, магнітні диски або стрічки, оптичні диски тощо. Особливістю зберігання даних у комп’ютерах є те, що дані на носії записуються з використанням двійкового кодування. Тобто фрагмент носія, що може зберігати 1 біт даних, перебуватиме тільки в одному з двох станів. Наприклад, для мікросхеми пам’яті — «є заряд» або «немає заряду».
Для запису та зчитування даних з носія в комп’ютерних системах використовується відповідний пристрій, що записує та зчитує дані з носія. Запис і зчитування даних відбувається під керуванням спеціальних програм — драйверів пристроїв зберігання даних.
Процес передавання повідомлень передбачає наявність джерела повідомлень, приймача повідомлень і середовища передавання (каналу зв’язку) (мал. 1.3).
У комп’ютерах джерелом повідомлень, як правило, є пристрої введення даних (клавіатура, сканер, мережевий адаптер, миша тощо), а приймачем — оперативна пам’ять. У разі, коли після опрацювання повідомлення надсилаються користувачам, джерелом повідомлень може бути та сама оперативна пам’ять, а приймачем — пристрої виведення даних (монітор, принтер, мережевий адаптер, мультимедійний проектор).
Опрацювання повідомлень полягає у створенні нових повідомлень на основі існуючих. Фактично будь-яке перетворення початкового повідомлення за формою або за вмістом є його опрацюванням. Основним пристроєм опрацювання даних у комп’ютері є процесор. Разом з тим значна частина й інших пристроїв комп’ютера виконує перетворення даних. Так, клавіатура перетворює повідомлення про натиснення певної клавіші в сукупність електричних сигналів. Більш складне опрацювання повідомлень здійснює принтер — він перетворює електричні сигнали про зображення від комп’ютера в команди пристроям, що наносять фарбу на відповідні ділянки сторінки. Тому для такої роботи більшість сучасних принтерів має власний процесор.
ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ.
КЛАСИФІКАЦІЯ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
На уроках трудового навчання ви виготовляли різноманітні вироби: з дерева, тканини, природних матеріалів, металу тощо. Для їх виготовлення використовували різні матеріали та інструменти, дотримувалися певної послідовності дій. Як правило, ви використовували певну технологію. Під технологією розуміється «сукупність прийомів і способів обробки або переробки сировини, матеріалів з метою отримання виробів»1. У технологіях виділяють предмет праці, засоби праці, носії технологічних функцій (ті, хто здійснює операції над об’єктом) та продукт праці.
На уроках інформатики ви також використовували певні технології — технологію опрацювання графічних зображень, технологію опрацювання текстів, технологію опрацювання презентацій, мультимедійних даних тощо. Ці технології називають інформаційними.
Інформаційні технології описують особливості здійснення інформаційних процесів з використанням комп’ютерної техніки.
Для інформаційних технологій, як і для звичайних, виділяють складові. Предметом праці є початковий набір повідомлень, який є основою для створення нового повідомлення. Наприклад, під час створення презентації це можуть бути текстові, графічні, відео- або звукові повідомлення, які стануть її складовими.
Засобами праці є сукупність комп’ютерних пристроїв і програмного забезпечення, яку буде використано під час підготовки інформаційного виробу. Носій технологічних функцій — користувач комп’ютера, який опрацьовує дані відповідно до описаної технології, а продукт праці — створена презентація. Структуру інформаційної технології на прикладі технології опрацювання презентації подано на малюнку 1.4. Опис послідовності опрацювання презентації наведено у вигляді етапів, які можна розбити на окремі дії, а ті, у свою чергу, — на елементарні операції.
Інформаційні технології можна класифікувати залежно від типів даних, які опрацьовуються під час їх реалізації. Розрізняють інформаційні технології опрацювання текстів, зображень (малюнків і фотографій), чисел, звуку, відео тощо.
Іншим підходом до класифікації інформаційних технологій є класифікація за провідним інформаційним процесом, який реалізує ця технологія. Виділяють інформаційні технології зберігання, опрацювання та передавання даних.
Під час класифікації за основною метою здійснення інформаційних процесів виділяють технології введення (наприклад, технологія голосового введення даних), пошуку, збирання (наприклад, створення колекції фотографій певного об’єкта), опрацювання (мал. 1.5), зберігання, захисту даних тощо.
Для введення даних, які без перетворення не можуть бути передані до комп’ютерних систем (друковані на папері тексти, картини, звукові записи
на старих носіях — платівках, магнітних стрічках тощо), використовують спеціальні інформаційні технології, що потребують додаткового обладнання та програмного забезпечення. Так, для введення текстів з паперових носіїв використовують сканери, зображення з яких опрацьовуються у програмах оптичного розпізнавання текстів.
Для надійного зберігання даних використовують технології автоматичного резервного копіювання, дублювання запису даних, технології баз даних тощо.
Доволі часто замість терміна «інформаційні технології» вживають термін «інформаційно-комунікаційні технології» (ІКТ). Цим підкреслюється важливе значення у здійсненні інформаційних процесів сучасних засобів комунікації — комп’ютерних мереж та інших засобів зв’язку.
ЕТАПИ СТАНОВЛЕННЯ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
Історія інформаційних технологій починається з винайдення писемності та можливості забезпечити збереження повідомлень протягом часу, більшого, ніж тривалість життя людини. З етапами розвитку засобів реалізації інформаційних процесів і відповідно з етапами розвитку інфор-
маційних технологій ви ознайомились у 8-му класі. Нагадаємо назви та періоди цих етапів:
• ручних технологій (від стародавніх часів до середини XV ст.);
• механічних технологій (від середини XV ст. до середини XIX ст.);
• електричних технологій (від середини XIX ст. до 40-х років XX ст.);
• електронних технологій (від 40-х років XX ст. до наших днів).
Останній етап розвитку інформаційних технологій зумовлено появою
універсального пристрою для здійснення операцій над даними — комп’ютера. За більш ніж 70-літню історію комп’ютери дуже змінилися і відповідно змінилися й ті технології, що базуються на використанні комп’ютерів. Розглянемо детальніше етапи становлення комп’ютеризованих інформаційних технологій.
На першому етапі (від середини 40-х років до початку 60-х років XX ст.) комп’ютери використовували тільки для проведення обчислень (мал. 1.6). Ці обчислення потрібні були в ядерній фізиці, військовій справі, шифруванні та дешифруванні повідомлень, авіації та космонавтиці тощо. Дані в комп’ютери вводилися з перфокарт, перфострічок, магнітних барабанів або простим перемиканням тумблерів, а виводилися, як правило, на пристрої, що працювали з такими самими носіями (мал. 1.7). Людина без спеціальної освіти і навичок не могла працювати з комп’ютером.
Другий етап (до середини 70-х років XX ст.) характеризується розширенням сфери застосування комп’ютера. Починають розвиватися технології електронних баз даних, комп’ютерного моделювання, систем автоматизованого керування виробництвом, технології бухгалтерського та банківського обслуговування. Як правило, використовуються потужні та середньої потужності комп’ютери, що обслуговують багатьох користувачів (мал. 1.8).
Створення персональних комп’ютерів зумовило початок суттєвих змін у розвитку інформаційних технологій. Під час третього етапу, що розпочався із середини 70-х років XX ст., застосування комп’ютеризованих інформаційних технологій змістилося з великих обчислювальних центрів до малих офісів. Персональний комп’ютер став доступний значній частині користувачів і на роботі, і вдома (мал. 1.9). Для роботи з ним не потрібно було мати спеціальну освіту, і його швидко можна було адаптувати до виробничих і особистих потреб. Набули широкого розповсюдження технології опрацювання текстів, графічних зображень, суттєвого розвитку набули технології різноманітних баз даних (продаж квитків на потяги та літаки, облік товарів, літератури в бібліотеках тощо). Почали використовуватися мультимедійні технології з опрацювання звуку, відео, мультиплікації, електронних презентацій.
У ході четвертого етапу (із середини 80-х років XX ст.) за рахунок значного підвищення продуктивності персональних комп’ютерів і розши
рення спектра та якості пристроїв введення і виведення даних (лазерні та струменеві принтери, сканери, кольорові монітори) відбувся подальший розвиток усіх існуючих інформаційних технологій. Персональний комп’ютер став центром реалізації інформаційних процесів у різних галузях діяльності людини. На підприємствах, організаціях і в установах набирають обертів комунікаційні технології (локальні мережі), починають розвиватися технології підтримки глобальних мереж (технологія гіпертексту, електронної пошти тощо).
Основною особливістю п’ятого етапу (з перших років XXI ст.) у розвитку комп’ютеризованих інформаційних технологій, який триває і зараз, є активне використання глобальних, регіональних і локальних мереж, мобільних пристроїв і вбудованих у різноманітні пристрої комп’ютерів. Засоби реалізації інформаційних технологій, бази даних, освітні технології, технології соціальних мереж, електронної телефонії, електронних відеоконференцій стали доступними кожному користувачу в мережах. Свої дані можна зберігати у «хмарі» — на одному із серверів комп’ютерної мережі. Там також можна знайти безкоштовні програми для опрацювання текстів, фотографій, звуку, відео та залучити для проведення громіздких обчислень інші комп’ютери мережі.
Подальший розвиток інформаційних технологій пов’язаний з розвитком мережевих технологій, що забезпечує об’єднання зусиль різних користувачів для досягнення спільних цілей.
ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ В ОСВІТІ
У сфері освіти основне завдання інформаційно-комунікаційних технологій — зробити навчання ефективнішим за рахунок використання програм і засобів, що забезпечують можливість індивідуалізувати та урізноманітнити навчання. Застосування ІКТ у навчанні надає учневі та вчителю можливість доступу до різних джерел інформації та вибору різних форм організації занять, включаючи дистанційні.
Існує велика кількість програм для навчання з різних предметів, контролю навчальних досягнень, розвитку, у тому числі й з використанням ігор. Рівень їх складності й ефективності різний. Найпростіші з них використовують для перевірки знань і вмінь учнів з окремих питань, наприклад таблиці множення. Таку програму може скласти навіть старшокласник. Складніші програми надають учителю додаткові засоби для керування процесом навчання, перевіряють, чи якісно засвоєно викладений матеріал, і, якщо його засвоєно погано, пропонують опрацювати цю частину матеріалу ще раз або повернутися до вивчення попереднього матеріалу.
Якщо учень пропустив урок з фізики, то достатньо уточнити в однокласника його тему та переглянути на YouTube відеоурок. Для цього потрібно зайти на головну сторінку сервісу та в рядку пошуку ввести, наприклад, «Фізика 9 клас. Магнітні явища». На цьому сайті можна знайти навчальні матеріали з різних предметів.
Існує багато сайтів з навчальними матеріалами. Наприклад, для тих, хто вирішив пов’язати свою майбутню професію з інформатикою, корисними будуть уроки з комп’ютерної графіки (http://takpro100.net.ua; http:// arttime.org.ua), завдання і проекти для Scratch (https://scratch.mit.edu), опис перших кроків у програмуванні на C# (http://sds125.blogspot.com) або на Python (http://pythontutor.com; https://developers.google.com/edu/python) тощо.
Іпформатика — наука, що вивчає методи та засоби опрацювання, передавання та зберігання повідомлень. Можна ще сказати, що інформатика — це наука про інформаційні процеси, які, як правило, у сучасному суспільстві реалізуються з використанням комп’ютерної техніки.
Інформатикою називають також галузь діяльності людини, яка пов’язана з реалізацією інформаційних процесів з використанням засобів комп’ютерної техніки. Інформатика як галузь діяльності людини тісно пов’язана з інформатикою як наукою і на практиці використовує її досягнення.
Процеси зберігання, передавання, опрацювання повідомлень називаються інформаційними процесами. Кожен із цих процесів має свої характерні особливості.
Інформаційні технології описують особливості здійснення інформаційних процесів з використанням комп’ютерної техніки.
Інформаційні технології можна класифікувати залежно від типів даних, які опрацьовуються під час їх реалізації. Розрізняють інформаційні технології опрацювання текстів, зображень (малюнків і фотографій), чисел, звуку, відео тощо.
Іншими підходами до класифікації інформаційних технологій є класифікація за провідним інформаційним процесом (зберігання, опрацювання та передавання даних), який реалізує ця технологія, або за основною метою здійснення інформаційних процесів (введення, пошуку, збирання, опрацювання, зберігання, захисту).
Розвиток комп’ютеризованих інформаційних технологій налічує п’ять етапів, які характеризуються різним рівнем розвитку цих технологій, їх кількістю та доступом до них різних категорій користувачів.
У сфері освіти основні завдання ІКТ — зробити навчання ефективнішим за рахунок використання програм і засобів, що забезпечують можливість індивідуалізувати та урізноманітнити навчання.
Дайте відповіді на запитання
1°. Що таке інформатика як наука?
2°. Що таке інформатика як галузь людської діяльності?
3*. Як пов’язана інформатика як наука і як галузь людської діяльності?
4*. Які характерні особливості має процес зберігання даних як інформаційний процес?
5*. Які характерні особливості має процес опрацювання даних як інформаційний процес?
6*. Які характерні особливості має процес передавання даних як інформаційний процес?
7 . Що таке інформаційні технології? Наведіть приклади таких технологій.
8*. Які складові мають інформаційні технології? Опишіть їх.
9*. За значенням яких властивостей класифікують інформаційні технології? Наведіть приклади класифікацій.
10*. На чому базується широке використання терміна «інформаційно-комунікаційні технології» замість «інформаційні технології»?
11*. Які етапи становлення комп’ютеризованих інформаційних технологій ви знаєте? Опишіть їх особливості.
12*. Як ви використовуєте інформаційно-комунікаційні технології у процесі навчання? Наведіть приклади сайтів, матеріал яких вам допомагає в навчанні.
Виконайте завдання
1*. Створіть слайд презентації зі структурою однієї з інформаційних технологій за вказівкою вчителя (наприклад, технології опрацювання мультимедійних даних).
2*. Використовуючи матеріал пункту підручника, створіть у текстовому процесорі схему класифікації інформаційних технологій.
3*. Використовуючи матеріали з Інтернету (наприклад, із сайтів віртуальних музеїв http:// m.itvpd.in.ua/Muzei_svitu.html; http:// www. icfcst.kiev.ua/MUSEUM/museum-map_u.html та інших), підготуйте повідомлення про розроблені в Україні комп’ютери перших трьох етапів становлення комп’ютеризованих інформаційних технологій.
4*. Підготуйте для своїх однокласників добірку сайтів, що допоможе вивченню одного з навчальних предметів (за вказівкою вчителя) у 9-му класі.
5*. Використовуючи матеріали Інтернету, підготуйте повідомлення про перспективу розвитку інформаційно-комунікаційних технологій на найближчі 5-10 років.
Це матеріал з підручника Інформатика 9 клас Ривкінд