1. Какие информационные процессы вы знаете?
2. Что такое технология? Какие информационные технологии вы знаете?
3. Назовите этапы развития средств передачи, обработки и хранения сообщений. На каком из этих этапов человек начал использовать компьютер?
ИНФОРМАТИКА КАК НАУКА И ОТРАСЛЬ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА
Вы уже знаете, что деятельность человека тесно связана с сообщениями: он получает, передает, запоминает, обрабатывает разнообразные сообщения.
Для принятия решений человек использует накопленные сведения, свой опыт, моделирует последствия своих действий. Если сведений недостаточно, он обращается к дополнительным источникам — справочникам, учебникам, атласам, словарям, Интернету и т.п.
Однако достаточно часто человек сталкивается с тем, что принять правильное решение он не может не только из-за отсутствия или неполноты сведений, но и из-за их чрезмерного количества.
В таких случаях на помощь может прийти наука. При принятии решений в любой сфере деятельности человеку нужны не просто сообщения или совокупность сведений о процессах или объектах. Сведения должны быть представлены и упорядочены определенным образом, что обеспечит возможность их системного и быстрого использования (рис. 1.1). Этим и занимается наука, которая получила название информатика.
Информатика — наука, которая изучает методы и средства обработки, передачи и хранения сообщений.
Если учесть, что обработка, передача и хранение сообщений — это информационные процессы, то можно сказать, что информатика — это наука об информационных процессах, которые, как правило, в современном обществе реализуются с использованием компьютерной техники.
Говоря, что информатика изучает информационные процессы, имеем в виду, что она формулирует основные их закономерности, разрабатывает на основе этих закономерностей наиболее эффективные методы и способы передачи, обработки и хранения сообщений, создает устройства, которые обеспечивают быстрое и надежное осуществление информационных процессов.
В мире широко распространен англоязычный вариант названия науки информатика — computer science (англ. computer — компьютер, science — наука).
Для тех, кто хочет знать больше
В середине ХХ ст. информатикой в некоторых странах называли науку, которая изучала закономерности распространения, классификации, поиска, обобщения научных сведений с целью предотвращения повторных научных исследований и быстрого информирования ученых об их результатах. Эта наука продолжает развиваться, она получила название «документалистика». Ученые этого направления разработали методы систематизированного хранения научных сведений, быстрого их поиска по необходимым значениям свойств.
Информатикой называют также отрасль деятельности человека, которая связана с реализацией информационных процессов с использованием средств компьютерной техники.
Информатика как отрасль деятельности человека состоит из производства и ремонта компьютерной техники, создания разнообразного программного обеспечения (операционных систем, систем защиты от компьютерных вирусов, программ сжатия и архивации данных, редакторов текстов, презентаций, рисунков, мультимедийных данных, программ для банковской сферы, медицины, образования и т.п.), создания и обеспечения работы компьютерных сетей разного уровня, разнообразных сайтов, робототехники и т.п. (рис. 1.2).
Значение информатики и компьютеризированных систем в современном обществе постоянно растет. Деятельность отдельных людей, правительственных организаций, больших корпораций и малых фирм все в большей степени зависит от состояния и стабильной работы компьютерных систем
и сетей. Для дальнейшего развития все сферы деятельности человека требуют своевременной и быстрой передачи и обработки все большего объема данных, надежного их хранения.
Очевидно, что информатика как отрасль деятельности человека тесно связана с информатикой как наукой и на практике использует ее достижения.
ОСНОВНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ,
ИХ ХАРАКТЕРИСТИКА
Как вы уже знаете, процессы хранения, передачи, обработки сообщений называются информационными процессами. Каждому из этих процессов присущи свои характерные особенности.
Так, процесс хранения сообщений предусматривает наличие носителя, на котором фиксируются сообщения. В компьютерных системах для фиксации сообщений используют разные носители: микросхемы памяти, магнитные диски или ленты, оптические диски и т.п. Особенностью хранения данных в компьютерах является то, что данные на носителе записываются с использованием двоичного кодирования. То есть фрагмент носителя, который может хранить 1 бит данных, будет находиться только в одном из двух состояний. Например, для микросхемы памяти — «есть заряд» или «нет заряда».
Для записи и считывания данных с носителя в компьютерных системах используется соответствующее устройство, которое записывает и считывает данные с носителя. Запись и считывание данных происходит под управлением специальных программ — драйверов устройств хранения данных.
Процесс передачи сообщений предусматривает наличие источника сообщений, приемника сообщений и канала передачи (рис. 1.3).
В компьютерах источником сообщений, как правило, являются устройства ввода данных (клавиатура, сканер, сетевой адаптер, мышь и т.п.), а приемником — оперативная память. В случае, когда после обработки сообщения отправляются пользователям, источником сообщений может быть та же оперативная память, а приемником — устройства вывода данных (монитор, принтер, сетевой адаптер, мультимедийный проектор).
Обработка сообщений заключается в создании новых сообщений на основе существующих. Фактически любое преобразование начального сообщения по форме или по содержанию является его обработкой. Основное устройство обработки данных в компьютере — процессор. Вместе с тем значительная часть и других устройств компьютера выполняет преобразование данных. Так, клавиатура преобразовывает сообщение о нажатии определенной клавиши в совокупность электрических сигналов. Более сложную обработку сообщений выполняет принтер — он преобразовывает электрические сигналы об изображении с компьютера в команды устрой-
ствам, которые наносят краску на соответствующие участки страницы. Поэтому для такой работы большинство современных принтеров оснащены собственным процессором.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ. КЛАССИФИКАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
На уроках трудового обучения вы изготовляли разнообразные изделия: из дерева, ткани, природных материалов, металла и т.п. Для их изготовления использовали различные материалы и инструменты, следовали определенной последовательности действий. Как правило, вы использовали определенную технологию. Под технологией понимаем «совокупность приемов и способов обработки или переработки сырья, материалов с целью получения изделий»1. В технологиях выделяют предмет труда, средства труда, носителей технологических функций (тех, кто осуществляет операции над объектом) и продукт труда.
На уроках информатики вы также использовали определенные технологии — технологию обработки графических изображений, технологию обработки текстов, технологию обработки презентаций, мультимедийных данных и т.п. Эти технологии называют информационными.
Информационные технологии описывают особенности осуществления информационных процессов с использованием компьютерной техники.
Для информационных технологий, как и для обычных, выделяют составляющие. Предмет труда — начальный набор сообщений, который является основой для создания нового сообщения. Например, при создании презентации это могут быть текстовые, графические, видео- или звуковые сообщения, которые станут ее составляющими.
Средствами труда является совокупность компьютерных устройств и программного обеспечения, которая будет использована при подготовке информационного изделия. Носитель технологических функций — пользователь компьютера, который обрабатывает данные в соответствии с описанной технологией, а продукт труда — созданная презентация. Структура информационной технологии на примере технологии обработки презентации представлена на рисунке 1.4. Описание последовательности обработки презентации приведено в виде этапов, которые можно разбить на отдельные действия, а те, в свою очередь, — на элементарные операции.
Информационные технологии можно классифицировать в зависимости от типов данных, которые обрабатываются при их реализации. Различают информационные технологии обработки текстов, изображений (рисунков и фотографий), чисел, звука, видео и т.п.
Другим подходом в классификации информационных технологий является классификация по основному информационному процессу, который реализует эта технология. Выделяют информационные технологии хранения, обработки и передачи данных.
При классификации по основной цели осуществления информационных процессов выделяют технологии ввода (например, технология голосового ввода данных), поиска, сбора (например, создание коллекции фотографий определенного объекта), обработки (рис. 1.5), хранения, защиты данных и т.п.
Для ввода данных, которые без преобразования не могут быть переданы компьютерным системам (напечатанные на бумаге тексты, картины, звуковые записи на старых носителях — пластинках, магнитных лентах и т.п.), используют специальные информационные технологии, требующие дополнительного оборудования и программного обеспечения. Например, для ввода текстов с бумажных носителей используют сканеры, изображения с которых обрабатываются в программах оптического распознавания текста.
Для надежного хранения данных используют технологии автоматического резервного копирования, дублирования записи данных, технологии баз данных и т.п.
Достаточно часто вместо термина «информационные технологии» употребляют термин «информационно-коммуникационные технологии» (ИКТ). Этим подчеркивается важное значение в осуществлении информационных процессов современных средств коммуникации — компьютерных сетей и других средств связи.
ЭТАПЫ СТАНОВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
История информационных технологий начинается с изобретения письменности и возможности обеспечить сохранение сообщений в течение времени, большего, чем продолжительность жизни человека. С этапами развития средств реализации информационных процессов и, соответственно, с этапами развития информационных технологий вы ознакомились в 8-м классе. Напомним названия и периоды этих этапов:
• ручных технологий (с древних времен до середины XV ст.);
• механических технологий (с середины XV ст. до середины XIX ст.);
• электрических технологий (с середины XIX ст. до 40-х годов XX ст.);
• электронных технологий (с 40-х годов XX ст. до наших дней).
Последний этап развития информационных технологий предопределен
появлением универсального устройства для осуществления операций над данными — компьютера. Рассмотрим детальнее этапы становления компьютеризированных информационных технологий.
На первом этапе (с середины 40-х годов до начала 60-х годов XX ст.) компьютеры использовали только для проведения вычислений (рис. 1.6). Эти вычисления нужны были в ядерной физике, военном деле, шифровании и дешифровании сообщений, авиации и космонавтике и т.п. Данные в компьютеры вводились с перфокарт, перфолент, магнитных барабанов или простым переключением тумблеров, а выводились, как правило, на устройства, которые работали с такими же носителями (рис. 1.7). Человек без специального образования и навыков не мог работать с компьютером.
Второй этап (до середины 70-х годов XX ст.) характеризуется расширением области применения компьютера. Начинают развиваться технологии электронных баз данных, компьютерного моделирования, систем автоматизированного управления производством, технологии бухгалтерского и банковского обслуживания. Как правило, используются мощные и средней мощности компьютеры, которые обслуживают многих пользователей (рис. 1.8).
Создание персональных компьютеров обусловило начало существенных изменений в развитии информационных технологий. Во время третьего этапа, который начался с середины 70-х годов XX ст., применение компьютеризированных информационных технологий сместилось с больших вычислительных центров в малые офисы. Персональный компьютер стал доступен значительной части пользователей и на работе, и дома (рис. 1.9). Для работы с ним не нужно было иметь специального образования, и его быстро можно было адаптировать к производ-
ственным и личным потребностям. Широкое распространение приобрели технологии обработки текстов, графических изображений, начали существенно развиваться технологии разнообразных баз данных (продажа билетов на поезда и самолеты, учет товаров, литературы в библиотеках и т.п.), использоваться мультимедийные технологии обработки звука, видео, мультипликации, электронных презентаций.
Во время четвертого этапа (с середины 80-х годов XX ст.) за счет значительного повышения производительности персональных компьютеров и расширения спектра и качества устройств ввода и вывода данных (лазерные и струйные принтеры, сканеры, цветные мониторы) произошло дальнейшее развитие всех существующих информационных технологий. Персональный компьютер стал центром реализации информационных процессов в разных отраслях деятельности человека. На предприятиях, в организациях и учреждениях набирают обороты коммуникационные технологии (локальные сети), начинают развиваться технологии поддержки глобальных сетей (технология гипертекста, электронной почты и т.п.).
Основной особенностью пятого этапа (с первых годов XXI ст.) в развитии компьютеризированных информационных технологий, который длится и сейчас, является активное использование глобальных, региональных и локальных сетей, мобильных устройств и встроенных в разнообразные устройства компьютеров. Средства реализации информационных технологий, базы данных, образовательные технологии, технологии социальных сетей, электронной телефонии, электронных видеоконференций стали доступными каждому пользователю в сетях. Свои данные можно хранить в «облаке» — на одном из серверов компьютерной сети. Там также можно найти бесплатные программы для обработки текстов, фотографий, звука, видео и использовать для проведения громоздких вычислений другие компьютеры сети.
Дальнейшее развитие информационных технологий связано с развитием сетевых технологий, что дает возможность объединить усилия разных пользователей для достижения общих целей.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБРАЗОВАНИИ
В сфере образования основное задание информационно-коммуникационных технологий — сделать обучение эффективнее за счет использования программ и средств, которые обеспечивают возможность индивидуализировать и разнообразить обучение. Применение ИКТ в обучении предоставляет учащимся и учителю возможность доступа к разным источникам информации и выбора разных форм организации занятий, включая дистанционные.
Существует большое количество программ для обучения по разным предметам, контроля учебных достижений, развития, в том числе и с использованием игр. Уровень их сложности и эффективности разный. Самые простые из них используют для проверки знаний и умений учеников по отдельным вопросам, например таблицы умножения. Такую программу могут составить даже старшеклассники. Более сложные программы предоставляют учителю дополнительные средства для управления процессом обучения, проверяют, качественно ли усвоен изложенный мате
риал, и, если он усвоен плохо, предлагают проработать эту часть материала еще раз или вернуться к изучению предыдущего материала.
Если ученик пропустил урок по физике, то достаточно уточнить у одноклассников его тему и просмотреть на YouTube видеоурок. Для этого нужно зайти на главную страницу сервиса и в строке поиска ввести, например, «Физика 9 класс. Магнитные явления». На этом сайте можно найти учебные материалы по разным предметам.
Существует много сайтов с учебными материалами. Например, для тех, кто решил связать свою будущую профессию с информатикой, полезными будут уроки компьютерной графики (http://takpro100.net.ua; http://arttime. org.ua), задания и проекты для Scratch (https://scratch.mit.edu), описание первых шагов в программировании на C# (http://sds125.blogspot.com) или на Python (http://pythontutor.com; https://developers.google.com/edu/python) и т.п.
Информатика — наука, которая изучает методы и средства обработки, передачи и хранения сообщений. Можно еще сказать, что информатика — это наука об информационных процессах, которые, как правило, в современном обществе реализуются с использованием компьютерной техники.
Информатикой называют также отрасль деятельности человека, которая связана с реализацией информационных процессов с использованием средств компьютерной техники. Информатика как отрасль деятельности человека тесно связана с информатикой как наукой и на практике использует ее достижения.
Процессы хранения, передачи, обработки сообщений называются информационными процессами. Каждый из этих процессов имеет свои характерные особенности.
Информационные технологии описывают особенности осуществления информационных процессов с использованием компьютерной техники.
Информационные технологии можно классифицировать в зависимости от типов данных, которые обрабатываются при их реализации. Различают информационные технологии обработки текстов, изображений (рисунков и фотографий), чисел, звука, видео и т.п.
Другим подходом в классификации информационных технологий является классификация по основному информационному процессу (хранение, обработка и передача данных), который реализует эта технология, или по основной цели осуществления информационных процессов (ввод, поиск, сбор, обработка, хранение, защита).
Развитие компьютеризированных информационных технологий насчитывает пять этапов, которые характеризуются разным уровнем развития этих технологий, их количеством и доступом к ним разных категорий пользователей.
В сфере образования основные задания ИКТ — сделать обучение эффективнее за счет использования программ и средств, которые обеспечивают возможность индивидуализировать и разнообразить обучение.
Дайте ответы на вопросы
1°. Что такое информатика как наука?
2°. Что такое информатика как отрасль человеческой деятельности?
3*. Как связана информатика как наука и как отрасль человеческой деятельности?
4*. Какие характерные особенности имеет процесс хранения данных как информационный процесс?
5*. Какие характерные особенности имеет процесс обработки данных как информационный процесс?
6*. Какие характерные особенности имеет процесс передачи данных как информационный процесс?
7. Что такое информационные технологии? Приведите примеры таких технологий.
8*. Какие составляющие имеют информационные технологии? Опишите их.
9*. По значению каких свойств классифицируют информационные технологии? Приведите примеры классификаций.
10 *. На чем основывается широкое использование термина «информационно-коммуникационные технологии» вместо «информационные технологии»?
11*. Какие этапы становления компьютеризированных информационных технологий вы знаете? Опишите их особенности.
12*. Как вы используете информационно-коммуникационные технологии в процессе обучения? Приведите примеры сайтов, материал которых вам помогает в обучении.
Выполните задания
1*. Создайте слайд презентации со структурой одной из информационных технологий, которую предложит учитель (например, технологии обработки мультимедийных данных).
2*. Используя материал пункта учебника, создайте в текстовом процессоре схему классификации информационных технологий.
3*. Используя материалы Интернета (например, с сайтов виртуальных музеев http://m.itvpd.in.ua/Muzei_svitu.html; http://www.icfcst.kiev.ua/ MUSEUM/museum-map u.html и др.), подготовьте сообщение о разработанных в Украине компьютерах во время первых трех этапов становления компьютеризированных информационных технологий.
4*. Подготовьте для одноклассников подборку сайтов, которая поможет в изучении одного из учебных предметов (по указанию учителя) в 9-м классе.
5*. Используя материалы Интернета, подготовьте сообщение о перспективе развития информационно-коммуникационных технологий на ближайшие 5-10 лет.
Это материал учебника Информатика 9 класс Ривкинд