Что называют информационным процессом: Информационные процессы — урок. Информатика, 10 класс.

Информационный процесс, понятие | infosplanet

Определение информационного процесса

Информационный процесс — процесс получения, создания, сбора, обработки, накопления, хранения, поиска, распространения и использования информации. [1]. Люди знакомые с информатикой, конечно же, знают этот термин, да и не только они. Вполне можно утверждать, что информационные процессы являются основой той жизни, которую мы знаем. В этой статье представлены основные алгоритма информационного процесса, различные формы его исполнения.

Информационный процесс как научное понятие

Любые действия, производимые с информацией, называются информационными процессами. Основную роль тут играют сбор, обработка, создание, сохранение и передача информации. На протяжении всей своей истории человечество развивала эти и другие процессы, а так же смежные отрасли. Одним из основных критериев развития общества было именно совершенствование информационных процессов. Искусство, религия, письменность, шифрование, книгопечатание, авторское право, телеграф, радиоэлектроника, компьютеры, интернет – это лишь основная часть достижений человечества в области работы с информацией.

Нужно отметить, что несмотря на кажущуюся определенность, научном сообществе не прекращаются споры об универсальности самого термина «информация». В частности, «информация» не синоним «данным», хотя в разговорной речи зачастую это и так. «Данные» это интерпретированная, обработанная и зарегистрированная в понятном виде информация, продукт информационного процесса [2]. То есть, информация это ресурс, данные это конечный, обработанный продукт прошедший обработку информационным процессом. Но как и любой продукт, данные потребляются для получения какого-то результата. В самом простом виде, можно представить такую схему:

ИСТОЧНИК	ИНФОРМАЦИЯ	ПРИЕМНИК/ОБРАБОТЧИК	ДАННЫЕ
Звезда ХХХ	Световые, радио и прочие волны	Телескоп и ЭВМ	Температура, яркость, размер, дальность и т.д.
Иностранец	Речь на непонятном языке	Переводчик	Речь на понятном языке

 

Информационные процессы присущи всем биологическим организмам на планете, от простейших до человека. Но человек создал вычислительные системы и специфические каналы информации, которые породили особый их вид — информатику. Несмотря на единую схему алгоритма информационного процесса, как в природе, так и в информатике, они достаточно сильно различаются по своей сути. И различия, в первую очередь, в интерпретации.
В частности, если поместить в комнату человека, собаку, змею, цветок и через громкоговоритель дать голосовой сигнал, реакция у всех будет принципиально разная, а значит из одной и той же информации, каждый обработчик выдаст совершенно разные данные. В частности собака и змея обе способны слышать, но если собака хоть как-то может понимать команды человека, то змея на это неспособна. Цветок вообще не сможет даже воспринять звуковой сигнал, хотя в принципе он способен получать и обрабатывать информацию — некоторые растения могут даже двигаться вслед за солнцем или если их потревожить. Итак, следующей схемой является возможность интерпретации:

	ВОСПРИЯТИЕ	ИНТЕРПРЕТАЦИЯ	ЭФФЕКТ
Человек	Да	Да	Полный
Собака	Да	Да	Частичный
Змея	Да	Нет	Нет
Растение	Нет	Нет	Нет

 

Основные элементы информационного процесса

Информационный процесс – это последовательные действия выстроенные в алгоритм, совершаемые с информацией, представленной в любом виде (цифровые/аналоговые данные, слухи, теории, факты, наблюдения и т.п.) для достижения некой цели (любой). Данный алгоритм состоит из ряда шагов, которые могут значительно отличаться в той или иной ситуации, но общая концепция выглядит следующим образом:

Получение   →

Обработка   →

Хранение   →

Передача

• Получение информации – сбор сведений, из каких любых доступных восприятию источников – химический состав среды, радио/электромагнитный сигнал, зрение, слух, флеш-карта и т.п. Как видно, в первую очередь тут важен именно физический способ восприятия информации и ее передачи. Человек никак не воспринимает окружающие его радиоволны, а радиоприемник не способен воспринимать звук, хотя и может его генерировать.
  Но кроме этого, для информационных процессов внутри общества и лично для конкретного человека неотъемлемой частью успешности данного шага есть то, что можно назвать актуальностью, выраженной в первую очередь в организации самого действия получения, а так же целей и источников. Археолог не сделает никаких открытий, копаясь в социальных сетях. Однако рекламщику социальные сети будут крайне полезны. Несмотря на то, что в обоих случаях оба получают одинаковую информацию, одинаково интерпретируют ее в данные, для одного этот процесс совершенно бессмысленный.

 

• Анализ / обработка информации – алгоритм преобразования информации в данные. Данный шаг полностью связан с преобразованием информации во что-то иное. Информационный процесс дошедший до этого шага, совершенно точно изменит исходную информацию. Фактически анализ информации, это апогей всего информационного процесса.
  Это, вероятно, самый сложный шаг. Один из самых сложных и малопонятных механизмов на планете — человеческий мозг — предназначен именно для этого. Мышление это фактически крайне сложный механизм анализа информации. Хотя в другой ситуации, как например преобразование радиосигнала в звуковой, происходит значительно проще. Но в любом случае этот шаг изменит исходную информацию в нечто подчас совершенно иное. В радиоприемнике радиоволны превращаются в звуковые, свет, пройдя через глаза и попав в мозг, становится визуальными образами, набор электрических и химических сигналов в мозгу преобразуется в мысль, а затем в звуковые сигналы речи или текст на бумаге.
  
  В анализе и обработки информации и кроится основная разница информационного процесса в биологии и информатике. Биологические объекты, в частности человек, интерпретируют полученную информацию. И, исходя из этой интерпретации, дают оценку и реакцию.
  Представим ситуацию, когда в одном строю стоят несколько солдат говорящих на одном языке, иностранный и древний человек. Командир отдает приказ бежать, и понимающие его солдаты бегут. Иностранец так же побежит, хотя слов он и не понял, но он точно знает, что тут происходит и понимает, что ему нужно делать то же, что и остальным. Древний человек, возможно, тоже побежит, но о его мотивации можно лишь гадать. Сержанты вообще не побегут, хотя команда им предельно ясна, но им не нужно. А магнитофон только лишь запишет звук, никак ничего не интерпретировать, хотя и произведя обработку информации.

 

• Сохранение информации – любые действия для того, чтобы полученные после обработки данные могли быть использованы в дальнейшем, начиная от памяти живых организмов и заканчивая электронными носителями. Сюда же могут входить любые действия, препятствующие нежелательному использованию сохраненных сведений, начиная от закапывания тайных книг и заканчивая современными криптографическими методами.
  Эффективность этого шага напрямую зависит от используемых методов и технологий – чем лучше технология, тем надежнее сохранена информация. В некоторых ситуациях этот шаг может быть исключен из алгоритма, но в таком случае обязательно выполняется другой – коммуникационный процесс. Хотя, так или иначе, информация все равно хотя бы какое-то время, но хранится на неких носителях. Даже радиоприемник, который лишь принимает сигнал (получение) и интерпретирует его в звук (обработка), некоторое время «хранит» информацию в виде электрических импульсов на своих схемах.

 

• Коммуникации / передача информации – процесс передачи информации другим субъектам. Практически каждый информационный процесс подразумевает под собой передачу полученной информации кому-либо другому, будь то человек или автоматическая машина для ее дальнейшего использования. В некоторых ситуациях процесс коммуникации может быть, как не заметен, как и «сохранение» информации в проводах радиоприемника. Но даже личные, секретные записи алхимика-экспериментатора можно отнести к некому виду коммуникации с самим собой.
  Что характерно, информация не имеет значения, если она не была как-то кем-то использована. Очевидно,
  что установка счетчика, на водяную трубу совершенно бессмысленна, если счетчик не оборудован табло с цифрами. Вопрос написания автором романа и сокрытия рукописей конечно философский, но с точки зрения прагматизма он ясен – это действие бессмысленно. Фактически, коммуникация является логическим завершением информационного процесса, действием придающим смысл всему.
  По сути, коммуникация есть то, что отличает информационный процесс от похожих процессов в неживой природе — вещества в химической реакции меняют цвет не «для чего-то», а «потому-то». А любой информационный процесс происходит исключительно с какой-то конечной целью, хотя и не всегда конкретной. В частности, та же лакмусовая бумажка меняющая цвет «потому что», только элемент информационного процесса по определению человеком химического состава вещества, фактически заменяющий орган чувств.

 

Основные виды информационных процессов

Сбор информации. Нахождение и сбор первичной информации, извлечение ее из ее «среды». Иногда, возможно даже без конкретной итоговой цели. Полученная в итоге сбора информация может быть использована различными обработчиками с различной целью. Так археологи, ведущие раскопки собирают все найденные ими предметы, которые покажутся им интересными, но лишь после тщательного анализа они превратятся в какие-то научные данные, причем итог анализа может оказаться совершенно неожиданным, а так же кроме осколков древних кувшинов могут быть обнаружены залежи полезных ископаемых.

Поиск информации. Нахождение более-менее конкретной информации по определенному вопросу с конкретной целью из конкретных источников. При этом поиск происходит среди ранее кем-то собранной и возможно обработанной информации, а не из «среды». Для поиска в основном используются различные базы данных (места хранения информации), например вопрос к поисковой сети «как варить борщ».

Обработка информации. Совокупность действий направленных на то или иное преобразование исходной информации в новую. Вероятно самый важный и сложный информационный процесс. Хотя, иногда в обществе может быть сложно отличить его от других, например от представления информации, но у обработки информации всегда есть задача добиться чего-то нового от уже существующей информации, фактически создать новый информационный объект. Писатель, записывающий свои мысли на бумагу фактически ведет представление информации, но вот обработка прошла в его мозгу чуть раньше — из собственных знаний, опыта и эмоций он создал слова, которые в итоге представил в виде текста.

Представление информации. Изменение исходной информации в вид удобный и актуальный для ее использования в текущей ситуации. Наиболее часто встречается в информатике — в памяти компьютера вся информация храниться в виде двоичного кода, но пользователю представляется в виде графических данных и звуков. Но и человек очень часто представляет информацию, например, в виде составления картотек из разрозненных документов, переводя иностранные тексты или играя музыку по нотам на бумаге.

Хранение информации. Возможно, наиболее широко используемый вид информационного процесса. Так или иначе, все биологические объекты хранят информацию, хотя бы в виде генома. Хранение информации разделяется на два основных вида — долговременное и кратковременное. Предназначены они, само собой для совершенно разных целей. Под хранение информации может подходить только те действия, которые в итоге должны приводить к повторному использованию сохраненной информации.

Передача информации. Доставка информации от источника к потребителю без фактического участия передающего в каких-либо других частях информационного процесса. В качестве передатчика может выступать совершенно любой объект, как биологический (гонец с депешей, собака лающая на чужого во дворе), так и любые физические носители или ретрансляторы (книга, радиопередатчик, флеш-карта). Передача информации не всегда тождественна коммуникациям, в виду того что здесь передающий объект выступает лишь инструментом.

Защита информации. Любые действия, использующие какие-то дополнительные средства для защиты информации от использования другой стороной. Защита информации актуальна лишь в сложных информационных системах со многими участниками, в виду туго, что она нужна исключительно для того чтобы не дать нежелательному элементу воспользоваться некой информацией. Фактически единственный способ защиты информации это шифрование того или иного рода. Скрывание информации было бы неверно называть способом ее защиты, так как сокрытая информация и не требует защиты, ибо не участвует ни в каком процессе.
Использование информации. Самый объемный информационный процесс. Являет собой обоснованное принятие решений в разных видах человеческой деятельности в самом широком смысле.

 

 

Список источников:

1. Государственный стандарт РФ «Защита информации. Порядок создания автоматизированных систем в защищенном исполнении» (ГОСТ Р 51583-2000 п. 3.1.10).
2. ISO/IEC/IEEE 24765-2010 Systems and software engineering p 3.704

 

 

 

Информационные процессы — урок. Информатика, 7 класс.

Процесс — это ход, развитие какого-нибудь явления; последовательная закономерная смена состояний (изменение) в развитии чего-либо.
Информационными процессами называют такие процессы, которые связаны с изменением информации или действиями с использованием информации.

Есть несколько основных информационных процессов:

• cбор информации;
• представление информации;
• обработка информации;
• хранение информации;
• передача информации.

Узнавая новый номер телефона или адрес из телефонного справочника или записной книжки, мы собираем и сохраняем информацию. При непосредственном разговоре с людьми, через переписку, с помощью телефона, радио или компьютерной сети, мы передаем и получаем информацию. Пытаясь решить какую либо задачу, например, по математике, мы тем самым обрабатываем известную информацию.

Информационной деятельностью называют деятельность человека, которая связанна с процессами сбора, представления, обработки, хранения и передачи информации.

Рассмотрим теперь эти информационные процессы.

1) Сбор информации — осуществляется через наблюдение, чтение, общение, измерение и т. д. Со сбора информации начинается решение практически любой задачи.

Пример:

Для того чтобы знать, на какой спектакль вы сможете сходить в свой выходной, вам нужно выяснять автора и название пьесы. Чтобы выбрать профессию, связанную с производством и использованием компьютеров, вам нужно выяснить какие это профессии, в каком учебном заведении и на каком факультете можно приобрести такую специальность. То есть собрать соответствующие информации.

Для сбора информации часто используют различные измерительные устройства.

Пример:

Для того чтобы знать, какая на улице температура воздуха, нам нужен термометр.

 

Рис. 1.

 

Для того чтобы знать, с какой скоростью едет водитель автомобиля, нужен спидометр.

 

Рис.2.

2) Обработка информации — информационный процесс, в ходе которого информация изменяется содержательно или по форме.

 

Когда ученик отвечает на вопросы по биологии или решает математическую задачу, водитель автомобиля принимает решение о изменении скорости автомобиля, все они обрабатывают входную информацию. После обработки этой информации получается выходная информация. Обработку информации осуществляет исполнитель по определенным правилам. Исполнителем может быть человек, коллектив, животное, машина.

 

Рис. 3.

Пример:

Школьник, который являлся исполнителем, получил входную информацию в виде условия задачи, обработал информацию в соответствии с определенными правилами (например, правилами решения математических задач) и получил выходную информацию в виде искомого результата.

Обработка информации делится на два типа:

1. получение нового содержания, новой информации: преобразование по правилам (по формулам), исследование объектов познания по их моделям, логические рассуждения, обобщения и др.;
2. изменение формы представления информации, не изменяющая ее содержание: структурирование (организация информации по некоторому правилу, связывающему ее в единое целое), кодирование (переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для восприятия, хранения, передачи или обработки информации), отбор (требуется для решения некоторой задачи, из информационного массива).

Для обработки большой информации главным помощником человека является компьютер. Компьютер позволяет на основании результатов измерений посчитать довольно большие числа, построить диаграммы и графики.

 

3) Хранение информации осуществляется с помощью её переноса на материальные носители. Зафиксировать информацию каким-нибудь способом означает сохранить информацию.

Информация хранится в памяти людей или же на каких-либо внешних носителях.

На протяжении нескольких столетий основным носителем информации является бумага. В наше время так же очень распространены электронные носители информации — флеш-карты, диске, аудио- и видеокассете.

 

Рис. 4.

  

Но самым важным хранилищем информации для человека является его память. На самом деле, каждый человек помнит свое имя, фамилию, домашний адрес, адреса и телефоны родных и знакомых. А если же человек не может вспомнить нужный адрес или телефон, ему в этом помогают записные книжки, телефонные справочники или другие долговременные носители информации.

4) Передача информации — процесс информации пространственного переноса от источника к получателю (адресату).

Распространение информации между людьми происходит в процессе ее передачи. Передача информации происходит через чтение книг, при разговоре по телефону, при просмотре телепередач и общении в компьютерной сети Интернет.

 

В передаче информации есть источник и есть приемник информации. Источник передает информацию, а приемник ее получает. А передача информации от источника к приемнику всегда происходит через канал связи.

 

Рис. 5.

Пример:

При телефонном разговоре двух людей, один из которых является источник, а другой приемником, в роле канала связи выступает телефонная связь.

Информационные процессы в живой природе и технике.

В живой природе, как и в мире людей, информация играет огромную роль. Информацию, поступающую из окружающей среды, способны воспринимать не только люди, но даже животные, растения, отдельные клетки и микроорганизмы улавливают сигналы и реагируют на них тем или иным способом. Опадение листвы осенью и рост побегов весной, принятие определенной позы собакой при приближении соперника, выделение нужных веществ в цитоплазму амебы… Все эти явления живой природы — примеры изменений в системе после поступления информации.

 

С информационными процессами в технике мы сталкиваемся постоянно, ребенок, когда играет с управляемым автомобилем или кораблем, получает первое знакомство с информационными процессами в технике. В некоторых случаях главную роль в процессе управления выполняет человек (например, вождение автомобиля), в других управление берет на себя само техническое устройство (например, кондиционер).

Урок 4. информационные процессы — Информатика — 7 класс

Информатика

7 класс

Урок № 4

Информационные процессы

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:

• Понятие информационного процесса.
• Информационные процессы в окружающем мире.
• Сбор информации, её обработка, передача, хранение.
• Ориентированный и неориентированный графы.
• Основные понятия: дерево, корень, вершина (узел), лист.

Тезаурус:

Процессы, связанные с изменением информации или действиями с использованием информации, называют информационными процессами.

Деятельность человека, связанную с процессами сбора, представления, обработки, хранения и передачи информации, называют информационной деятельностью.

Решение практически любой задачи начинается со сбора информации.

Обработка информации – это целенаправленный процесс изменения содержания или формы представления информации.

Сохранить информацию – значит тем или иным способом зафиксировать её на некотором носителе.

Передача информации осуществляется по схеме: источник информации – кодирующее устройство – канал связи – декодирующее устройство – приёмник информации.

Основная литература:

1. Босова Л. Л. Информатика: 7 класс. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2017. – 226 с.

Дополнительная литература:

1. Босова Л. Л. Информатика: 7–9 классы. Методическое пособие. // Босова Л. Л., Босова А. Ю., Анатольев А. В., Аквилянов Н.А. – М.: БИНОМ, 2019. – 512 с.
2. Босова Л. Л. Информатика. Рабочая тетрадь для 7 класса. Ч 1. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2019. – 160 с.
3. Босова Л. Л. Информатика. Рабочая тетрадь для 7 класса. Ч 2. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2019. – 160 с.

Теоретический материал для самостоятельного изучения.

1. Понятие информационного процесса.

Последовательная смена состояний (изменение) в развитии чего-либо называется процессом.

Процессы, связанные с изменением информации или действиями с использованием информации, называют информационными процессами.

Можно выделить следующие основные информационные процессы: сбор информации, представление информации, обработка информации, хранение информации, передача информации.

Рассматривая карту местности, читая афишу, просматривая телепередачу, измеряя температуру воздуха, делая новые записи в календаре погоды или в телефонной книге, мы собираем и сохраняем информацию. Пытаясь решить возникшую проблему, выполнить домашнее задание, ответить на вопрос, мы всегда обрабатываем известную информацию. Отправляем ли мы письмо, SМS-сообщение или разговариваем по телефону – мы передаём и получаем информацию.

Деятельность человека, связанную с процессами сбора, представления, обработки, хранения и передачи информации, называют информационной деятельностью.

Рассмотрим информационные процессы более подробно.

2. Сбор информации.

Решение практически любой задачи начинается со сбора информации. Например, для того чтобы знать, какие телефильмы вы сможете посмотреть во время каникул, вам нужно собрать соответствующую информацию из программ телеканалов. Чтобы подготовить сообщение о достопримечательностях родного края, вам нужно расспросить взрослых, посетить краеведческий музей, изучить справочную литературу. Чтобы выбрать книгу в подарок другу, нужно знать, чем он интересуется, и какие книги у него уже есть.

Особая ценность собранной информации состоит в том, что она может служить источником новых знаний об окружающем нас мире.

Можно привести примеры сбора информации, предполагающие использование различных измерительных устройств. Так, задача составления прогноза погоды предполагает сбор на метеорологических станциях информации о температуре, осадках, атмосферном давлении, влажности воздуха, скорости и направлении ветра.

Многие, интересующие специалистов процессы, протекают очень быстро и могут быть сопряжены с опасностью для жизни. Например, такие ситуации могут возникнуть при сборе информации об аэродинамических характеристиках при разработке новой модели автомобиля, о его возможных повреждениях при столкновении с препятствием и т. д. В подобных случаях для сбора информации используются сложные автоматизированные измерительные комплексы.

3. Обработка информации.

Информацию об окружающем мире, собранную непосредственно через органы чувств или с помощью измерительных приборов, человек должен своевременно обрабатывать. Например, при переходе улицы, следует очень быстро обрабатывать информацию о сигналах светофора, о движении автомашин и др. Значительно большие информационные потоки должен обрабатывать специалист, обслуживающий пульт управления электростанции или другой сложной технической системы.

Когда пешеход переходит улицу, ученик отвечает на вопрос по истории, решает геометрическую задачу или переводит текст с русского языка наиностранный, а пилот принимает решение о наборе высоты или изменении скорости полёта, все они обрабатывают входную (поступившую) информацию. Из этой информации после её обработки получается выходная информация.

Обработка информации – это целенаправленный процесс изменения содержания или формы представления информации.

Можно выделить два типа обработки информации:

1. обработка, связанная с получением нового содержания, новой информации;
2. обработка, связанная с изменением формы представления информации, не изменяющая её содержания.

К первому типу обработки информации относятся: преобразование по правилам (в том числе вычисления по формулам), исследование объектов познания по их моделям, логические рассуждения, обобщение и др.

Задача. Пятеро одноклассников: Аня, Саша, Лена, Вася и Миша стали победителями олимпиад школьников по физике, математике, информатике, литературе и географии. Известно, что:

1. победитель олимпиады по информатике учит Аню и Сашу работе на компьютере;
2. Лена и Вася тоже заинтересовались информатикой;
3. Саша всегда побаивался физики;
4. Лена, Саша и победитель олимпиады по литературе занимаются плаванием;
5. Саша и Лена поздравили победителя олимпиады по математике;
6. Аня сожалеет о том, что у неё остаётся мало времени на литературу.

Победителем какой олимпиады стал каждый из этих ребят? Решение. Задачи такого типа решаются с помощью логических рассуждений, которые удобно фиксировать в таблице. Ниже представлена таблица, в которой отражена информация о победителях олимпиад, содержащаяся в условии задачи. Например, из п. 1 можно сделать вывод, что ни Аня, ни Саша не являются победителями олимпиады по информатике. Это отражено в таблице знаками «‑› в ячейках на пересечении строк и столбцов с соответствующими именами школьников и названиями олимпиад.

Имя победителя	Олимпиада
	физика	математика	информатика	литература	география
Аня			—	—
Саша	—	—	—	—
Лена		—	—	—
Вася			—
Миша

Имеющейся в таблице информации достаточно, чтобы сделать вывод о том, что победителем олимпиады по информатике стал Миша. Отметим это знаком «+» в соответствующей ячейке. Так как каждый из ребят стал победителем одной олимпиады, то Миша не может быть победителем олимпиад по физике, математике, литературе и географии. Отразим это знаками «‑» в соответствующих ячейках.

Продолжив рассуждения, получим:

Имя победителя	Олимпиада
	физика	математика	информатика	литература	география
Аня	—	+	—	—	—
Саша	—	—	—	—	+
Лена	+	—	—	—	—
Вася	—	—	—	+	—
Миша	—	—	+	—	—

Ответ: Аня – победитель олимпиады по математике, Саша – по географии, Лена – по физике, Вася – по литературе, Миша – по информатике.

Ко второму типу обработки информации можно отнести:

• структурирование – организацию информации по некоторому правилу, связывающему её в единое целое;
• кодирование – переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для восприятия, хранения, передачи или обработки информации;
• отбор информации, требуемой для решения некоторой задачи, из информационного массива.

Большая часть информации в школьных учебниках представлена в форме текста на естественном языке. Представить изучаемый материал в общих, главных чертах, структурировать его, показав связи между отдельными частями, позволяют графические схемы. Одной из разновидностей таких графических схем является граф. Граф состоит из вершин, связанных линиями. Вершины графа могут изображаться кругами, овалами, точками, прямоугольниками и т. д. Линии, связывающие вершины, могут быть направленными (со стрелкой) или ненаправленными (без стрелки). В первом случае их называют дугами, во втором – рёбрами.

Например, типы обработки информации можно представить с помощью графа, изображённого на рис. 1.

Главным помощником человека в обработке больших информационных потоков является компьютер. Например, учёному трудно анализировать результаты измерений – десятки и сотни тысяч чисел, собранных с помощью некоторых автоматических устройств. Для получения информации о свойствах изучаемых объектов результаты измерений должны быть интерпретированы. Компьютеры позволяют, на основании результатов измерений, построить диаграммы и графики, дающие наглядное представление о соотношениях величин и зависимостях свойств в изучаемых предметах, процессах, явлениях.

На уроках информатики вы познакомитесь с возможностями компьютеров в обработке информации разных видов.

4. Хранение информации

Для того чтобы информация стала достоянием многих людей и могла передаваться последующим поколениям, она должна быть сохранена. История человечества знает разные способы хранения информации. Это и рисунки на стенах пещер, и глиняные таблички с клинописью, и рукописи на папирусе, и тексты на пергаменте, и берестяные грамоты, и всевозможные документы на бумаге. С помощью диктофона можно записать разговор людей или пение птиц, с помощью фотоаппарата или видеокамеры – сохранить изображение.

Хранение информации всегда связано с её носителем – материальным объектом, на котором можно тем или иным способом зафиксировать информацию.

Сохранить информацию – значит, тем или иным способом: зафиксировать её на некотором носителе.

Основным носителем информации на протяжении нескольких столетий остаётся бумага, что связано с такими её свойствами, как: относительная дешевизна изготовления; прочность и долговечность; удобство нанесения знаков и рисунков с помощью разноцветных красок.

В наши дни широкое распространение получили электронные носители информации – магнитные диски, оптические диски, флешкарты и другие. Информация, хранящаяся на электронных носителях, может быть воспроизведена и обработана с помощью компьютера.

Важным хранилищем информации для человека является его память. Действительно, каждый человек определённую информацию хранит «в уме». Мы помним свой домашний адрес, имена, адреса и телефоны близких родственников и друзей. В нашей памяти хранятся таблицы сложения и умножения, основные орфограммы и другие знания, полученные в школе. Но так уж устроен человек, что если не закреплять знания постоянными упражнениями, информация очень быстро забывается. Избежать потерь информации нам помогают записные книжки, справочники, энциклопедии и другие долговременные носители информации.

Хранилищами информации для человечества являются библиотеки, архивы, патентные бюро, картинные галереи и музеи, видеотеки и фонотеки. Гигантским хранилищем информации является компьютерная сеть Интернет.

5. Передача информации.

Мы постоянно участвуем в процессе передачи информации. Люди передают друг другу просьбы, приказы, отчёты о проделанной работе, публикуют рекламные объявления, отправляют письма, пишут SMS. Передача информации происходит при чтении книг, при просмотре телепередач, при разговоре по телефону и общении в компьютерной сети Интернет.

Рассмотрим процесс передачи информации более подробно (рис. 2):

1. информация от источника поступает в кодирующее устройство;
2. в кодирующем устройстве информация преобразуется в форму, удобную для передачи;
3. закодированная информация поступает от источника к приёмнику (получателю) по соответствующему каналу передачи информации – каналу связи;
4. приёмник содержит декодирующее устройство; в этом устройстве происходит преобразование закодированной информации, поступившей по каналу связи, к исходной форме.

Информацию можно передать от источника к приёмнику по каналу связи.

В процессе передачи информация может искажаться или теряться, если каналы связи имеют плохое качество или на линии связи действуют помехи.

Универсальным средством передачи информации являются компьютерные сети. С их помощью можно передавать любую информацию (текст, числа, звук, изображение).

6. Информационные процессы в живой природе и технике

Информационные процессы – необходимое условие жизнедеятельности любого организма. Приведём несколько примеров информационных процессов в живой природе:

• цветки и соцветия некоторых растений в течение дня поворачиваются вслед за солнцем;
• пчёлы танцем передают сородичам информацию об источниках корма;
• многие дикие животные пахучими метками дают знать чужакам, что эта территория уже занята;
• трели соловья служат для привлечения самки; домашние животные отличают знакомых людей от незнакомых; животные в цирке выполняют команды дрессировщиков.

Информационные процессы характерны и для технических устройств. Например, автоматическое устройство, называемое термостатом, воспринимает информацию о температуре помещения и в зависимости от заданного человеком температурного режима включает или отключает отопительные приборы. Программно управляемые станки работают, руководствуясь заложенной в них информацией – программой их работы; автопилот управляет самолётом в соответствии с заложенной в него программой ит. д.

Процессы, связанные с изменением информации или действиями с использованием информации, называют информационными процессами.

Деятельность человека, связанную с процессами сбора, представления, обработки, хранения и передачи информации, называют информационной деятельностью.

Решение практически любой задачи начинается со сбора информации.

Обработка информации – это целенаправленный процесс изменения содержания или формы представления информации.

Сохранить информацию – значит тем или иным способом зафиксировать её на некотором носителе.

Передача информации осуществляется по схеме: источник информации – кодирующее устройство – канал связи – декодирующее устройство – приёмник информации.

Разбор решения заданий тренировочного модуля.

№1. Установите соответствие.

Просмотр фильма о жизни животных	Сбор информации
Измерение температуры воздуха каждые три часа	Обработка информации
Съемка фильма о жизни класса	Хранение информации
Перевод текста с французского языка на русский язык	Передача информации

Решение. Просмотр фильма о жизни животных‑ это обработка информации, так как мы получаем информацию извне и усваиваем её.

Измерение температуры воздуха каждые три часа‑ это сбор информации, так как мы собираем данные о температуре.

Съёмка фильма о жизни класса‑ это сбор информации, так как мы осуществляем запись на носитель.

Перевод текста с французского языка на русский язык‑это обработка информации, так как мы читаем текст и переводим его на другой язык.

Ответ:

Просмотр фильма о животных	Обработка информации
Измерение температуры воздуха каждые три часа	Сбор информации
Съёмка фильма о жизни класса	Сбор информации
Перевод текста с французского языка на русский язык	Обработка информации

№2. Укажите «лишний» объект с точки зрения письменности:

Варианты ответов:

а) русский язык;

б) английский язык;

в) китайский язык;

г) французский язык.

Решение: в русском, английском и французском языках используются буквы, в китайском языке‑ иероглифы. Значит, «лишним» объектом является китайский язык.

Ответ: в) китайский язык.

Информация и информационные процессы. Основные информационные процессы и их виды :: BusinessMan.ru

XXI век нередко называют веком информационных технологий. Сегодня часто не так важен сам товар или даже человек — первостепенное значение имеет то, что о нем знают. Информация и информационные процессы в нашем обществе — не отвлеченные теоретические понятия, а нечто, зачастую определяющее жизнь и ее качество. Между тем они не являются уникальным свойством человеческого мира. Информационные процессы в той или иной степени протекают на всех уровнях организации живой материи. В современной науке их изучением занимаются кибернетика и информатика.

Основное понятие

Вопрос определения понятия «информация» не так прост, как может показаться на первый взгляд. Изначально термин означал передачу сведений между людьми самыми разными способами. Примерно с середины прошлого столетия определение информации было значительно расширено. Понятие стало обозначать сведения, передающиеся не только между людьми, но и между человеком и автоматом, двумя или более автоматами, а также передачу сигналов среди животных и растений, между клетками, передачу признаков в процессе размножения.

Особое место информации отводится и в философии. Эта наука определяет ее как нематериальную форму движения, генерируемую мозгом в виде понятий, теорий и суждений. Она выражается в виде сведений: цифр, символов, знаков, букв и так далее, — несущих определенный смысл. Именно на них направлены все виды информационных процессов, от хранения до передачи.

Виды информации

Существует множество критериев для классификации информации. Один из них — канал, через который человек получает сведения из окружающей среды. Мы воспринимаем окружающий мир через органы чувств, соответственно, информация подразделяется на типы согласно используемому способу:

• Визуальная — та, которая поступила через зрительный анализатор. На долю этого вида приходится примерно 90% всех поступающих сведений.
• Аудиальная — поступает через органы слуха в виде звуков. Это около 9% информации об окружающем мире.
• Тактильная информация поступает в результате прикосновения через кожу.
• Вкусовая — ее проводниками служат рецепторы, располагающиеся на языке.
• Обонятельная информация к человеку поступает через нос.

Последние три вида информации в сумме составляют около 1% используемых человеком сведений об окружающем мире. К списку можно также добавить кинестетическую информацию, поступающую от проприорецепторов. Она осознается как ощущение положения частей тела, расслабления и напряжения мышц, движения.

Информация также подразделяется на виды в соответствии с участниками процесса обмена сведениями:

• человек — человек;
• человек — автомат;
• автомат — автомат;
• сигналы, которыми обмениваются представители растительного и животного мира;
• передача признаков от клетки к клетке;
• передача признаков от организма к организму.

Информация, как было сказано выше, — нематериальный объект. Однако взаимодействовать с ней человек может лишь при ее преобразовании в различные виды данных. По форме представления информации выделяют:

• текстовую;
• звуковую;
• графическую;
• числовую;
• видео.

Приведенный список вариантов классификации далеко не полный. Информация также делится по назначению, значению, истинности и так далее.

Смысл сообщения

Стоит еще остановиться на восприятии информации. Оно обусловлено множеством факторов, от опыта до способов подачи сведений. Одно и то же слово или сообщение будет иметь разный смысл для непохожих по тем или иным критериям людей. Значение может иметь и предыдущий опыт, и знания, и культурные особенности, и принадлежность к определенной нации, и акцентуации характера. В то же время смысл одного и того же сообщения для группы людей может меняться в зависимости от способа его подачи. На этом основаны техники манипуляции и дезинформации.

Основные информационные процессы

Если оглянуться вокруг, легко заметить, что очень многое в жизни человека связано с информацией. Обучение, общение, работа и развлечения имеют дело со сведениями разного рода. Все действия, выполняемые с ними, — это информационные процессы. Выделяют четыре основных вида:

• хранение;
• передача или обмен;
• сбор;
• обработка.

Основные информационные процессы тесно взаимосвязаны друг с другом. Их роль в жизнедеятельности человека трудно переоценить. Все названные виды информационных процессов используются при разработке научных теорий, во время неформального общения, при решении различных социальных проблем и так далее. Причем это характерно не только для современности. Развитие цивилизации вносит свои коррективы в течение информационных процессов, например, в наше время они становятся все более автоматизированными. Однако их содержание при этом остается в целом таким же, каким было и тысячу лет назад.

Сбор

При возникновении практически любой задачи возникает необходимость собрать нужную информацию. Это справедливо как для написания научных работ или в случае поиска подходящего наряда для вечеринки, так и во время поиска добычи хищником. То есть названные выше информационные процессы, в частности, сбор, характерны для любого уровня организации живой системы или автомата. Однако для удобства в статье будут рассмотрены примеры, относящиеся в основном к различным областям человеческой деятельности.

Сбор информации подразумевает получение сведений об интересующем объекте. Количество и качество информации определяется лишь целью субъекта. Он может собирать все имеющиеся сведения об объекте или же использовать выборочно те, которые соответствуют неким критериям. Простой пример: когда человек смотрит из окна, он может уделять внимание всему, что видит (расположению домов, проезжающим машинам, количеству деревьев), или же отметить только особенности погоды.

Сегодня информационные процессы и технологии тесно связаны друг с другом. Часто человек в поисках нужных сведений обращается к интернету или другим вариантам СМИ. Кроме того, научный прогресс позволяет людям в наше время собирать более точную информацию и информацию, в обычных условиях недоступную органам чувств. Так, знаменитый телескоп Хаббла помогает астрономам увидеть отдаленные уголки Вселенной, поставляет информацию о различных процессах, протекающих настолько далеко от Земли, что без новейшей аппаратуры люди никогда не смогли бы о них узнать.

Обмен

Сбор сведений часто невозможен без обмена информацией. Данные передаются от источника к получателю. Информация при этом преобразуется в различные сигналы, служащие ее материальным носителем. Их источникам может стать любой объект с определенными свойствами. Обмен происходит по каналам передачи информации. В таком качестве выступают звуковые волны, радио или электрические сигналы и тому подобное. По сути, все органы чувств, которые есть у человека, предстают в роли таких каналов.

Обмен информацией может быть как односторонним, так и двусторонним. Так, если человек слышит, что часы бьют полночь, он выступает в качестве получателя сведений от источника, которым являются часы. Информация при этом передается в одном направлении. Компьютерные игры — хороший пример двустороннего обмена. Человек отдает команды, которые машина принимает, обрабатывает, а затем совершает действие и выдает данные, на которые пользователь снова реагирует, и так далее.

Во время передачи информации может использоваться один или же несколько источников. Например, так происходит в процессе подготовки научных докладов. Также может быть несколько получателей (во время чтения этого доклада в аудитории).

Принципиальное значение имеет скорость и точность передачи данных. Эволюция компьютерных систем — наглядный пример того, как средства информационных процессов совершенствуются с целью улучшения этих показателей.

Хранение

С передачей, сбором и обменом сведений тесно связано их хранение. Эффективное обеспечение информационных процессов невозможно или труднопредставимо без существования определенной базы данных. В таком качестве, например, выступает память. Без нее человеку бы пришлось каждый раз заново уточнять правила или принципы той или иной деятельности. Однако при передаче сведений большому числу людей удобно, когда они размещаются не только в голове у конкретного человека. Для хранения информации используются разнообразные носители. Развитие цивилизации сопровождалось их эволюцией. Носителем может выступать любой материальный предмет, волны разной природы, вещество и так далее. Сегодня огромное место в жизни человека занимают компьютерные хранители информации, с каждым днем становящиеся все более вместительными и совершенными.

Выбор оптимального способа хранения, как и организация информационных процессов в целом, связан с типом носителя. Различные книги, журналы и другая печатная продукция составляют библиотеки. Глиняные таблички, берестяные грамоты и папирусы хранятся в музеях. Аудиосигналы в виде музыки или начитанного текста записываются на кассеты или диски.

Обработка

Хранить сведения можно и в первозданном виде, то есть такими, какими они были получены (в виде набора тех сигналов, в той же последовательности и так далее). Однако это далеко не всегда удобно. Информационным процессом является обработка сведений, которая предполагает в том числе и упорядочивание данных согласно определенным принципам. Каталогизация, систематизация и классификация облегчает получение ответа на любой запрос. В хаосе нужный предмет найти всегда сложнее, чем в упорядоченном хранилище.

Компьютеры представляют собой устройства, созданные для обработки огромного количества информации с большой скорость. Они способны не только упорядочить полученные данные по заданным критериям, но и производить большое число операций с ними. Аналогичное свойство характерно и для человеческого мозга. Точнее, наш мозг является прообразом компьютера. Ежесекундно он обрабатывает большое число поступающих извне сигналов.

Обработку информации можно коротко определить как процесс преобразования сведений в соответствии с заданным алгоритмом. Пример — анализ литературы в процессе написания доклада. Источники информации просматриваются на предмет сведений, позволяющих раскрыть тему. Данные при этом нередко по-новому структурируются и комбинируются, на их основе делаются выводы и так далее.

Информация и информационные процессы в природе

Работа с информацией в том или ином виде свойственна не только человеку. Она характерна для живой материи в общем. Информационные процессы свойственны и одноклеточным организмам, и растениям, и млекопитающим. В живых организмах отлажен процесс прямой и обратной связи. Эти механизмы лежат в основе саморегуляции организмов и сообществ, которая являет одним из отличительных свойств живой материи.

Информационное загрязнение

Человек ежедневно имеет дело с информацией. Обучение, общение, любая профессиональная деятельность связана с получением, хранением, передачей и обработкой тех или иных сведений. Согласно современному пониманию информации, это не особенность времени — так было всегда. Однако, по мере развития технологического прогресса и совершенствования знаний, количество ежеминутно поступающих к человеку сведений только увеличивается.

И нередко проблемой становится информационное загрязнение. Спам, реклама, новости, шум и прочее снижают качество жизни, мешают сосредоточиться. Существуют разные пути решения проблемы. Это могут быть средства личной безопасности: сознательное ограничение использования источников информации (например, отказ от просмотра телевизора), вдумчивый подход к выбору посещаемых сайтов, проведение времени в местах, защищенных от подобного загрязнения. На более глобальном уровне проводится разработка различных устройств и программ, помогающих оградить человека от ненужных сведений: антиспам, блокираторы всплывающей рекламы и тому подобное.

Таким образом, использование информационных процессов характерно для всех живых систем, а также для некоторых созданных человеком устройств. С каждым годом обработка данных становится все более быстрой и эффективной, возрастает количество накопленных сведений. При этом современные информационные процессы по содержанию были такими же и много веков назад. С течением времени изменяется лишь их качество. Информационная революция, безусловно, принесла человечеству столько же пользы, что и промышленная. Однако она так же, как и предшественница, увеличила количество проблем человечество, прибавив к экологическому загрязнению информационное.

Что такое информационные процессы? Информационные процессы: презентация, урок

Информационные процессы – это процедуры, которые относятся к поиску, хранению, трансляции, обработке и, конечно же, использованию различной информации. При этом все они подразделяются на несколько типов, каждый из которых имеет свои особенности и тонкости.

Поиск

Это информационные процессы, направленные на извлечение хранимых данных. Существует несколько вариантов того, как может осуществляться поиск:

• непосредственный осмотр;
• общение с различными специалистами касательно интересующего вас вопроса;
• изучение соответствующей документации и литературы;
• просмотр телепрограмм и видео;
• прослушивание аудиозаписей и передач;
• непосредственная работа в архивных и библиотечных учреждениях;
• запрос к специализированным информационным системам, а также банкам и базам компьютерных данных;
• прочие методы.

Понять, какая именно информация должна быть найдена в той или иной жизненной ситуации, а также осуществить непосредственно сами информационные процессы поиска – это именно те умения, которые становятся наиболее важными в наши дни.

Сбор и хранение

Сразу стоит отметить, что сам по себе сбор информации не может являться самоцелью. Для того чтобы информационные процессы имели смысл, и полученные данные могли быть тем или иным образом использованы, нужно обеспечить их хранение, то есть использовать способ распространения данных в пространстве и времени. В таком случае способ непосредственно будет зависеть от используемого носителя. ЭВМ применяется для того, чтобы обеспечить компактное хранение нужных данных и при этом предоставить пользователю возможность получения быстрого доступа к интересующим его файлам.

Информационная система сама по себе является универсальным хранилищем информации, имеющим процедуры ввода, поиска, размещения, а также последующего предоставления различных данных. Другими словами, такая система может осуществлять практически любые информационные процессы. Наличие таких процедур – основная особенность современных информационных систем, которая кардинально отличает их от стандартного скопления данных, не выполняющего какие-либо информационные процессы.

К примеру, какая-нибудь личная библиотека, в которой сможет сориентироваться исключительно ее владелец, не имеет ничего общего с тем, что такое информационные процессы в системе. В то же время в различных публичных хранилищах порядок складирования книг является строго определенным. Именно благодаря этому процедура поиска и последующая выдача книг или размещение тех, которые недавно поступили в библиотеку, представляет собой формализованные процедуры. Именно поэтому, посещая библиотеки, человек быстро понимает, что такое информационные процессы и как они выполняются.

Передача

Передача данных – это транслирование информации от источника к получателю. При этом, рассматривая, что такое информационные процессы типа передачи, стоит сразу отметить, что здесь обязательно принимает участие источник и приемник, причем первый занимается непосредственно передачей данных, в то время как второй ее получает. Между ними используется определенный канал передачи информации, который в профессиональных кругах принято называть просто каналом связи.

Вспоминая уроки, на которых объяснялись информационные процессы (10 класс), мы отметим, что помимо приемника и получателя, в состав связи входит несколько устройств:

• технические элементы, которые передают сигнал получателю от определенного источника;
• кодирующее устройство, преобразовывающее исходное сообщение в уникальный вид, который является наиболее удобным для передачи;
• декодирующая составляющая осуществляет преображение изначально кодированного устройства в исходное.

Что такое информационные процессы? Наша жизнь непосредственно связана с транслированием данных. В процессе передачи информация может несколько искажаться или даже теряться. Ярким примером этому служат всевозможные атмосферные помехи в радио, изменения звука в телефонной трубке, затемненное изображение в телевизоре, а также множество других ситуаций. Такие моменты, или же, как их называют профессиональные специалисты, шумы, несколько искажают данные, однако благодаря постоянным разработкам в сфере криптологии подобные явления становятся все менее и менее заметными.

Какими бывают каналы передачи?

Сами по себе каналы передачи данных подразделяются на симплексные и дуплексные, в зависимости от того, как именно осуществляется транслирование. Рассматривая, что такое информационные процессы в информатике, чаще всего приходится сталкиваться с дуплексными процессами, когда данные транслируются в оба направления, в то время как симплексные предусматривают только передачу в одну сторону и ассоциируются с телевидением. Через один канал одновременно может транслироваться несколько сообщений, при этом каждое из них отделяется от прочих при помощи специализированных фильтров. К примеру, можно установить фильтр по частоте транслируемых сообщений, что достаточно часто можно встретить в радиоканалах.

Какие характеристики имеют каналы?

Канал передачи данных имеет две основные характеристики, такие как пропускная способность и помехозащищенность.

Первая определяется тем, какое количество символов может передаваться при полном отсутствии помех. Данная характеристика непосредственно зависит от физических свойств канала.

Для того чтобы обеспечить более высокую помехозащищенность, применяются специализированные технологии передачи, которые позволяют уменьшить влияние шумов. К примеру, сюда можно отнести лишние символы, которые сами по себе не имеют никакого действительного содержания, но могут применяться для того, чтобы обеспечить оптимальный контроль над правильностью сообщения после его получения адресатом.

В частности проблема помехозащищенности является актуальной в том случае, если рассматривается, что такое информационные процессы в технике.

Обработка

Обработка данных представляет собой их преобразование из одного вида в другой, причем данная процедура осуществляется в соответствии со строгими формальными правилами.

Сама по себе обработка должна осуществляться аналогично принципу черного ящика – процессу, в котором пользователю необходима только определенная входная и выходная информация, но при этом правила, по которым осуществляется обработка, его вообще не интересуют и могут даже не приниматься во внимание.

Черный ящик представляет собой уникальную систему, которая полностью скрывает, что такое информационные процессы. В информатике такие устройства часто называются регистраторами. При обработке данных внешнему наблюдателю предоставляется только информация на входе и выходе данной системы, в то время как строение и внутренние процессы остаются незаметными.

Использование

Полученная информация используется в процессе принятия тех или иных решений. В данном случае достоверность, полнота и, что наиболее важно, объективность полученной информации позволяют вам принимать правильные решения, а также понять, какие должны осуществляться информационные процессы. 8 класс в различных учебных учреждениях предусматривает изучение данной темы более подробно. Ваша способность ясно, а также доступно для окружающих излагать информацию пригодится в коммуникации с другими людьми, вследствие чего можно без преувеличения сказать о том, что умение общаться, то есть обмениваться информацией и правильно использовать ее в своих целях – это одно из наиболее важных умений человека на сегодняшний день.

Что должен знать и уметь современный человек?

Компьютерная грамотность в наше время предусматривает:

• знание того, какое имеет назначение любое основное устройство в современном компьютере;
• понимание основных видов программного обеспечения, используемого в компьютерах, а также типов пользовательских интерфейсов;
• умение искать, хранить, а также обрабатывать графическую и числовую информацию, используя специализированное программное обеспечение.

Если вы все это умеете, разбираетесь в том, что такое информационные процессы в природе и в компьютере, а также можете грамотно их использовать – у вас есть все задатки стать успешным человеком. А это на сегодняшний день самое главное.

Основные информационные процессы

Информационные технологии основаны на реализации информационных процессов. Рассмотрим каждый из этих процессов.

Сбор данных

Изучая мир, человек собирает данные и сведения. Сбор данных осуществляют различными методами. Самым распространенным методом получения сведений о природе и обществе является наблюдение. Информация, собранная в результате наблюдений, имеет преимущественно описательный характер, то есть качественной. Для того количественных данных применяют измерения. Обычно наблюдения и измерения используются в комплексе. Для сбора данных в человеческом обществе применяют также такие методы, как опрос, анкетирование или тестирование.

Наблюдения, измерения, опросы, анкетирование, тестирование являются пассивными методами сбора данных в том смысле, что они не предусматривают вмешательства в ход событий или оказания воздействия на объект, о котором собираются сведения. Активным методом сбора сведений и данных является эксперимент. Эксперимент проводится для того, чтобы узнать, что произойдет с объектом исследования, если подвергнуть его нагреванию или деформации, рентгеновскому облучению или химическому воздействию и тому подобное. Эксперимент обязательно сочетается с измерением и наблюдением: измеряется осуществленное воздействие на объект, наблюдается и измеряется реакция объекта на это влияние. Эксперимент является основным методом познания в таких науках, как физика, химия, однако его применяют и в медицине, педагогике, экономике и других науках. Экспериментально испытывают лекарства и способы лечения, новые учебники и методы обучения, экономические меры и тому подобное. Сейчас получил распространение компьютерный эксперимент, позволяющий изучать свойства различных объектов не в реальном виде, а моделируя и воспроизводя их на экране компьютера.

Поиск данных

Сегодня самым общедоступным хранилищем различных данных является всемирная компьютерная сеть Интернет. В сети Интернет поиск сведений осуществляется с помощью автоматизированных поисковых систем.

Поиск данных может происходить по моделям «снизу-вверх» или «сверху-вниз». По первой модели из частных данных получают целостную информацию, например, данные об изменении влажности, движение воздушных масс и уровень температуры позволяют спрогнозировать погоду. По другой модели поиск сведений осуществляется в обратном направлении — от общего к частному. Например, для поиска материалов по теме реферата выделяют ключевые слова темы и осуществляют сбор соответствующих сведений.

Обработки данных

Собранные из различных источников данные обрабатываются: изучаются, сравниваются, оцениваются, подвергаются логическому анализу или преобразованию по определенным правилам. Результатом этих действий является создание новых данных — изобретение, решение поставленной задачи, дача заключения. Обработки данных заключается в целенаправленном создании новых данных на основе имеющихся. Все фундаментальные законы физики, астрономии, биологии, химии, математические факты являются результатом кропотливого обработки результатов многочисленных наблюдений и экспериментов. Сегодня мощным помощником человека в обработке данных любого типа — числовых, текстовых, графических, звуковых — стали компьютеры.

Представление данных

Представление данных заключается в их преобразовании в форму, наиболее удобную для понимания и использования. Выбор формы представления данных зависит от их назначения, возможного способа или цели применения. Накопление сведений, значительных по объему, предусматривает осуществление таких операций, как сортировка, упорядочение, систематизация. Сортировка заключается в группировке данных по определенному признаку — по назначению, форме представления и тому подобное. Составление означает расположение данных по возрастанию или убыванию определенного признака — по времени получения, в алфавитном порядке фамилий авторов и др. Систематизация — это укладка данных в определенной последовательности.

Применение компьютера позволяет легко переходить от одного способа представления данных к другому, выбирая наиболее приемлемый, например подавать числовые данные в виде таблицы, диаграммы или графика.

Хранения данных

Для хранения и передачи данные записывают на носитель. Носитель данных — это материальный объект, который применяется для хранения и (или) передачи данных. В зависимости от материальной основы носители данных делятся на естественные и искусственные. Хранение данных заключается в обеспечении возможности воспользоваться полученными данными в дальнейшем. Сейчас, с появлением компьютера, бумага уступает место новым носителям данных — оптическим, магнитным дискам, флэш-накопители, картам памяти, которые способны длительное время надежно и компактно хранить огромные объемы данных.

Передача данных

В любом процессе передачи данных всегда можно выделить таких участников: того, кто предоставляет сведения и является их источником; принимающего сведения и является их потребителем (таких может быть несколько) канал связи, по которому осуществляется передача данных.

Передача данных заключается в их перемещении в пространстве — от источника к приемнику. Человек применяет различные каналы передачи данных и сам является то источником данных, то их приемником. Повседневно мы получаем и передаем данные, пользуясь звуковыми или оптическими каналами, телефонными, телеграфными, радио- и спутниковыми линиями. При передаче сведений их носителем является процесс распространения звуковой, электромагнитной, оптической волны, электрического тока. Сегодня и в деловом, и в межличностном общении отдается предпочтение электронным безбумажным технологиям связи — электронной почте, мессенжерам, мобильной телефонии, обмену данными через облачные технологии, которые чрезвычайно стремительно наращивают свои мощности.

Использование данных

Использование данных является основой любой целенаправленной деятельности человека. Использование сведений и данных заключается в принятии на их основе обоснованных решений. Для этого применяются информационные системы.

Совокупность устройств и программ, предназначенных для хранения, обработки, представления и передачи данных различного типа, то есть для реализации основных информационных процессов, называют информационной системой. Информационные системы состоит из аппаратной и информационной составляющих.  Совокупность аппаратных устройств и технических средств для передачи данных называют ее аппаратной составляющей. Информационную составляющую можно рассматривать как совокупность программ и данных. Совокупность описаний правил управления устройствами информационной системы и обработки данных называют ее программной составляющей, или программным обеспечением, а сами описания — программами.

Классификация систем для выполнения основных информационных процессов проводится по определенным признакам. Например, по назначению различают информационные системы:

• для управления предприятием, организацией, позволяют собирать и обрабатывать необходимые данные;
• для поддержки принятия решений, предназначенные для накопления и анализа данных, необходимых в различных сферах деятельности;
• информационно-поисковые системы, необходимые для поиска нужных данных в базах данных и вычислительных системах;
• информационно-справочные системы, обеспечивающие пользователей справочной информацией;
• системы обработки данных, необходимые для обработки и архивирования больших объемов данных.

Подробно об информационных системах можно прочитать в статье «Информационные системы и технологии«.

Защита данных

Защита данных заключается во внедрении мероприятий с целью предотвращения утраты, повреждения или злонамеренного использования хранимых данных. Причиной потери или повреждения данных могут быть внезапные сбои аппаратуры, несовершенство технических устройств, злонамеренное проникновения в компьютерную систему, неправильные действия обслуживающего персонала. Компьютерные преступления сегодня занимают одно из первых мест среди экономических преступлений. Они осуществляются с целью изъятия, искажения, недозволенного копирования и использования данных, хранящихся в компьютерной системе. Количество компьютерных преступлений в мире и материальный ущерб от них ежегодно растут, поэтому предпринимаются специальные меры для защиты данных. Это законодательные, программные, организационные, технические мероприятия. Закон признает данные объектом уголовно-правовой защиты и устанавливает уголовную ответственность за компьютерные преступления. Специально разработанные программы препятствуют несанкционированному доступу к данным, которые содержатся в компьютерных системах.

Информационные процессы

Общая характеристика

Информационные процессы представляют из себя совокупность всех возможных действий производимых с информацией. Основные действия, производимые с информацией это хранение информации в том числе и на материальных носителях, обработка (сортировка или изменение, например когда звуковую информацию мы переносим в визуальный вид, сделав презентацию для выступления или нарисовав картинку) и передача информации.

Давайте рассмотрим, обработку, хранение и передачу информации на примере последовательности действий офисного работника, (представим что нашего трудягу-работягу зовут Коля)

Представим работу Коли в виде алгоритма выполняемых информационных процессов.

Начальство поставило нашему работяге задачу: нужно перенести данные из старого бумажного отчёта в электронный вид на компьютер.

Первоначально отчёт который нужно сдать храниться в печатном виде. После того как работник открывает этот отчёт и используя свои глаза происходит передача информации из отчёта в головной мозг Коли. Далее информация об отчёте храниться в памяти, а именно в клетках человеческого мозга. Далее происходит передача информации из отчёта в компьютер и далее уже храниться на жестком диске компьютера.

Все эти процессы как мы и говорили ранее можно разбить на три направления: хранение, обработка и передача.

Все информационные процессы неотрывно связаны между собой. Например мы не можем совершить обработку и тем более передачу информации без её хранения, ведь так? Также и нельзя сохранить информацию без её передачи, откуда то же мы получили знание прежде чем его сохранить. Далее давайте рассмотрим каждый процесс подробнее.

Взаимосвязь всех информационных процессов

Хранение информации

Хранение информации по своему существу является одним из трех информационных процессов, в ходе которого полученная информация остается неизменной в пространстве и времени.

Хранение информации не может осуществляется без физического носителя. Это правило. Если вы вдруг захотели возразить и сказать а как же наше мысли? мы храним их в голове! На самом деле и у них есть физический носитель — клетки нашего головного мозга.

Более подробно про материальные носители информации читайте тут

Носитель информации — физическое хранилище информации.

Информационные носители бывают совершенно разных видов. они могут быть

веществом (жидкость, газ), волной (электромагнитной, акустической даже гравитационной) и материальным объектом (книжка, например)

Наш пример выше с офисным работягой, Колей, показал нам все перечисленные виды носителей информации. Бумажный отчёт (материальный носитель информации), клетки головного мозга Коли (можно считать за вещество), и кратковременным носителем была волна в виде голоса шефа, который говорит перенести отчёт на компьютер.

В свою очередь информационные носители делят на два вида — это внутренние и внешние, внутренние как пямять человека должна работать быстро, и оперативно воспроизводить необходимую информацию. Задача внешних, хранить информацию на долговременный срок на длительной дистанции.

Информацию на каких либо внешних носителях лучше хранить таким образом чтобы её (информацию) можно было найти достаточно быстро если это потребуется. Для обеспечения этой возможности информацию лучше всего упорядочивать по алфавиту, виду информации (картинка, звуковая запись и т.д.) времени создания и другим различным отличительным чертам. Совокупность внешних носителей собранные все вместе в можно назвать кластером информации или Хранилищем информации. Хранилища информации бывают очень разных видов. к ним можно отнести различные библиотеки, электронные и обычные архивы. То сколько может информации поместиться на носитель информации означает информационную емкость носителя. Информационная емкость флешки на 32 гб составляет — вы удивитесь! 32 гб.

#удивительноерядом

Как и количество информации в сообщениях информационная емкость любого носителя (даже книги) измеряется в минимальной единице измерения информации, битах.

Далее давайте перейдем к обработке информации.

Обработка информации

Обработка информации как мы уже говорили ранее является одной из трёх ключевых информационных процессов. В ходе выполнения этого процесса, происходит видоизменение информации, при котором меняется либо форма, либо само содержание этой информации.

Обработку информации всегда осуществляет исполнитель по каким либо заданным правилам. В роли исполнителя может быть кто угодно, хоть животное, хоть машина, (например нейросеть) или человек или же группа людей (представьте себе группу ученых которые вместе сидят и думают над решением какой либо задачи)

Обрабатываемая информация будет хранится в «оперативной памяти» или как мы уже говорили ранее во внутренней памяти исполнителя. В результате обработки информации получиться либо новая форма информации, например была письменная, а стала устная, либо совершенно новая информация.

как видите в первом случае меняется форма, а во втором появляется совершенно новая информация (форма может остаться той же)

Давайте вернемся к нашему работяге коле, который занимался переносом своего отчёта в электронный вид. Коля в данном случае является исполнителем, который получил исходную информацию в виде бумажного отчёта. Затем он обработал информацию в соответствии с поставленными правилами (например правило алфавитного расположения товаров) и изменил форму этой информации, теперь из бумажного вида и не сортированного по алфавиту, отчёт стал в электронном формате и отсортированный. Пока Коля переносил информацию она хранилась в его голове, являлась внутренней памятью.

Виды обработки информации

Обработка информации может совершаться несколькими путями, давайте их перечислим:

1. первый путь это математические вычисления и логические рассуждения
2. второй путь это изменение формы представления информации, как я уже говорил, без изменения содержания.
3. третий путь это исправление или добавление информации. Например к чужому рассказу мы добавили и рассказали друзьям ещё и свою историю.
4. четвертый путь это структурирования и упорядочивания информации, это кстате как раз то что делал Коля из нашего примера, когда сортировал товары
5. и последний пятый путь, это изменения кодирования информации, например перевод этой лекции на французский язык будет как раз изменение кодирования.

Вообще можно сказать что вид обрабатываемой информации и правила её обработки бывают совершенно разными.

Автоматизировать процесс обработки информации получается лишь в том случае когда информация изначально предоставлена специальным образом, а правила её обработки чётко очерчены в рамках требуемого действия.

Передача информации

Последний третий важный информационный процесс это передача информации. Передача информации это процесс переноса информации с одного источника (информационного носителя) на другой. Процесс передачи информации также неотрывно связан с другими информационными процессами., как хранение и обработка информации. Невозможно как либо передать информацию если она абсолютно нигде до этого не хранилась. В нашем примере в начале лекции передача информации из отчёта в мозг Коли осуществлялась посредством отраженной световой волны от страниц отчёта, которая являлась носителем информации. (помните что информация может быть совершенно разных видов и форм) Затем из мозга работника , информация в свою очередь передалась в компьютер, когда коля-работяга-бухгалтер перепечатывал содержимое отчёта в алфавитном порядке.

Процесс передачи информации

Вообще процесс передачи информации всегда проходит мимо двух сущностей, первая это источник информации, а вторая это приемник информации. Первый соответственно хранит и передает какую либо информацию, а второй её принимает. Достаточно просто верно?

Достаточно простой пример это человек который слушает радио. Радио является источником звуковой информации, а человек который слушает новости или новый хит би-2, приемником информации.

Передача информации всегда имеет какой либо канал связи, по которому и осуществляется передача информации от источника к получателю. Каналами связи может быть что угодно: вода, воздух, отраженный свет из отчёта, обычные кабеля, и оптоволоконные провода.

   Между источником и приемником информации может существовать обратная связь

Иногда, но не всегда между приемником и источником информации существует обратная связь. Суть этой обратной связи заключается в следующем, что приемник информации в ответ, может передать источнику какую либо информацию в ответ. Исли же источник сочетает в себе обе этих сущности, то есть одновременно является и источник и приемником информации, и другой субъект или объект тоже является приемником и источником информации, то в этом случае такой процесс передачи информации будет называться обмен информацией.

Возьмем простой пример, где ученик после того как прослушал новый материал по теме, задает вопрос учителю, чтобы узнать какой либо нюанс. В этом примере учитель, ведь в начале урока он рассказал новую тему, был источником информации, а ученик, так как слушал внимательно учителя, был приемником информации. В конце урока источником информации стал уже ученик, ведь теперь он задает вопрос, а учитель его слушает. Таким образом в течении всего урока оба человека, что учитель, что ученик были по очереди и источниками и приемниками информации, а значит у них происходил обмен информацией.

Информация которая передается по каналу связи имеет определенную скорость, которая измеряется в кол-во передаваемой информации (обычно в битах) за какую либо единицу времени (чаще всего берут секунду). Вот и получается что скорость передачи информации выражают чаще всего в бит/с. Скорость передачи информации всегда ограничена пропускной способностью того канала связи который используется и зависит от физических свойств среды, которой служит в качестве канала связи. Каналы связи бывает очень разные, и все их мы разберем в другой статье.

Давайте теперь вместе сформулируем краткое определение что такое скорость передачи информации и пропускная способность.

Скорость передачи информации — кол-во информации которое успевает передаться за выбранную единицу времени.

Пропускная способность канала связи — максимально допустимая скорость с которой мы можем передавать информацию используя этот канал.

Говоря про каналы связи, напрашивается вопрос, а как же информация передается внутри них? По каналам связи вся информация передается с применением сигналов. Сигнал это физ. процесс который служит для передачи сообщения по какому либо случившемуся событию и ему и соответствует. Примеры сигналов это мигание лампочки, телефонный звонок, даже работа всех пикселей в Вашем мониторе это тоже своего рода сигналы. Сигнал с пульта для выключения телевизора это Инфракрасная волна, звуковой сигнал — акустическая волна, радиосигнал — электромагнитная волна. Преобразование информационного сообщения в сигнал и который может быть передан по каналу связи от приемника к источнику информации называется кодированием. Обратный же процесс, то есть преобразование непонятного сигнала, вполне понятное сообщение называется декодированием.

 Кодирование и декодирование информационных сообщений с помощью сигналов

Декодирование и кодирование информации осуществляется и техническими устройствами, работающими от электричества, как компьютер, или же ручными как трафарет для шифров, или же с помощью живого существа (животного или человека)

Шумы

Как вы уже увидели в картинке выше в передачи сигналов с информационными сообщениями есть ещё такое понятие как шумы. Шумы это физическое помехи при передачи сигналов, при которых возможно искажение или и вовсе потеря всей передаваемой информации. Возникают же шумы по причине плохого качества канала связи или их слабой или вообще отсутствующей защищенности. Защититься от этой потери информации можно при улучшенной технической защиты каналов связи или же многократной передачи этих сигналов (дублированием их). Например при передачи сигнала беспроводного интернета wi-fi, наличие стен является препятствием при передачи сигналов и соответственно более плохому качеству соединения. В данном случае стена является шумом для сигнала wi-fi.

Сигналы делятся на два вида, непрерывные сигналы и дискретные. Непрерывные сигналы меняют свои параметры всегда постепенно во времени. Примеры непрерывного сигнала это атмосферное давление, высота солнца, температура воздуха. Дискретные сигналы меняют свои параметры в отличии от непрерывных, скачкообразно и принимают конечное число значений в конечном промежутке времени. Сигналы представленные как отдельные знаки, как например азбука морзе, алфавит и другие, всё это дискретные сигналы.

Поскольку для каждого сигнала можно поставить одно число, то дискретные сигналы называют цифровыми.

Есть что дополнить или нашли ошибку? Напишите комментарий!

---

Помогая проекту BEST-EXAM, вы делаете образование более доступным для каждого человека, внесите и вы свой вклад —
поделитесь этой статьей в социальных сетях!

обработка информации | Определение, примеры, элементы и факты

Основные понятия

Интерес к тому, как передается информация и как ее носители передают смысл, занимал со времен досократических философов область исследования, называемую семиотикой, изучением знаков и знаковых явлений. Знаки — это несводимые элементы коммуникации и носители смысла. Считается, что американский философ, математик и физик Чарльз С. Пирс указал на три измерения знаков, которые связаны, соответственно, с телом или средой знака, объектом, который обозначает знак, и интерпретатором или толкование знака.Пирс признал, что фундаментальные информационные отношения по существу триадичны; Напротив, все отношения в физических науках сводятся к диадическим (бинарным) отношениям. Другой американский философ, Чарльз У. Моррис, обозначил эти три измерения знака синтаксическим, семантическим и прагматическим — названиями, под которыми они известны сегодня.

Информационные процессы выполняются обработчиками информации. Для данного информационного процессора, физического или биологического, токен представляет собой объект, лишенный смысла, который процессор распознает как полностью отличный от других токенов.Группа таких уникальных токенов, распознаваемых процессором, составляет его основной «алфавит»; например, точка, тире и пробел составляют основной алфавит лексем процессора кода Морзе. Объекты, несущие значение, представлены образцами токенов, называемыми символами. Последние объединяются для формирования символьных выражений, которые представляют собой входы или выходы информационных процессов и сохраняются в памяти процессора.

Информационные процессоры — это компоненты информационной системы, которая представляет собой класс конструкций.Абстрактная модель информационной системы включает четыре основных элемента: процессор, память, рецептор и эффектор (рис. 1). У процессора есть несколько функций: (1) выполнять элементарные информационные процессы над символьными выражениями, (2) временно сохранять в краткосрочной памяти процессора входные и выходные выражения, на которых эти процессы работают и которые они генерируют, (3) для планирования выполнения этих процессов и (4) для изменения этой последовательности операций в соответствии с содержимым краткосрочной памяти.В памяти хранятся символьные выражения, в том числе те, которые представляют составные информационные процессы, называемые программами. Два других компонента, рецептор и эффектор, являются механизмами ввода и вывода, функции которых заключаются, соответственно, в получении символических выражений или стимулов из внешней среды для манипулирования процессором и в передаче обработанных структур обратно в среду.

Структура информационной системы. Британская энциклопедия, Inc.

Мощность этой абстрактной модели системы обработки информации обеспечивается способностью входящих в нее процессоров выполнять небольшое количество элементарных информационных процессов: чтение; сравнения; создание, изменение и именование; копирование; хранение; и письмо.Модель, которая представляет широкий спектр таких систем, оказалась полезной для объяснения созданных человеком информационных систем, реализованных на последовательных информационных процессорах.

Поскольку было признано, что в природе информационные процессы не являются строго последовательными, с 1980 года все большее внимание уделялось изучению человеческого мозга как процессора информации параллельного типа. Когнитивные науки, междисциплинарная область, в которой основное внимание уделяется изучению человеческого разума, внесли свой вклад в развитие нейрокомпьютеров, нового класса параллельных процессоров с распределенной информацией, которые имитируют функционирование человеческого мозга, включая его возможности для самообучения. организация и обучение.Так называемые нейронные сети, которые представляют собой математические модели, вдохновленные сетью нейронных цепей человеческого мозга, все чаще находят применение в таких областях, как распознавание образов, управление производственными процессами и финансами, а также во многих исследовательских дисциплинах.

Информация как ресурс и товар

В конце 20 века информация приобрела два основных утилитарных значения. С одной стороны, он считается экономическим ресурсом, в некоторой степени наравне с другими ресурсами, такими как рабочая сила, материалы и капитал.Это мнение основано на доказательствах того, что владение, манипулирование и использование информации может повысить рентабельность многих физических и когнитивных процессов. Рост активности обработки информации в промышленном производстве, а также в решении человеческих проблем был значительным. Анализ одного из трех традиционных разделов экономики, сферы услуг, показывает резкий рост информационноемких видов деятельности с начала 20 века. К 1975 году на эти виды деятельности приходилась половина рабочей силы Соединенных Штатов.

Как индивидуальный и общественный ресурс информация обладает некоторыми интересными характеристиками, которые отличают ее от традиционных представлений об экономических ресурсах. В отличие от других ресурсов, информация обширна, с ограничениями, очевидно, налагаемыми только временем и когнитивными способностями человека. Его расширяемость объясняется следующим: (1) он естественно распространяется, (2) он воспроизводится, а не потребляется посредством использования, и (3) он может быть только общим, а не обменом в транзакциях.В то же время информация сжимаема как синтаксически, так и семантически. В сочетании с его способностью заменять другие экономические ресурсы, его мобильностью на очень высоких скоростях и его способностью предоставлять преимущества держателю информации, эти характеристики лежат в основе таких социальных отраслей, как исследования, образование, издательское дело, маркетинг, и даже политика. Общественная забота об управлении информационными ресурсами распространилась из традиционной области библиотек и архивов на организационную, институциональную и правительственную информацию под эгидой управления информационными ресурсами.

Второе восприятие информации состоит в том, что это экономический товар, который помогает стимулировать мировой рост нового сегмента национальной экономики — сектора информационных услуг. Используя преимущества информации и восприятие ее индивидуальной и общественной полезности и ценности, этот сектор предоставляет широкий спектр информационных продуктов и услуг. К 1992 году рыночная доля сектора информационных услуг США выросла примерно до 25 миллиардов долларов.Это было эквивалентно примерно одной седьмой части компьютерного рынка страны, который, в свою очередь, составлял примерно 40 процентов мирового рынка компьютеров в том году. Однако вероятная конвергенция компьютеров и телевидения (которая составляет долю рынка в 100 раз больше, чем компьютеры) и ее влияние на информационные услуги, развлечения и образование, вероятно, приведет к реструктуризации соответствующих рыночных долей информационной индустрии.

.

Центральный процессор — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Процессор Pentium внутри компьютера

Центральный процессор ( CPU ) является важной частью каждого компьютера. ^[1] ЦП посылает сигналы для управления другими частями компьютера, почти так же, как мозг управляет телом. ^[2]

ЦП — это электронная машина, которая обрабатывает список компьютерных задач, который называется инструкциями .Он читает список инструкций и запускает ( выполняет ) каждую по порядку. Список инструкций, которые может выполнять ЦП, представляет собой компьютерную программу.

Тактовая частота или скорость внутренних частей процессора измеряется в герцах (Гц). Современные процессоры часто работают настолько быстро, что вместо них используются гигагерцы (ГГц). Один ГГц — это 1000000000 циклов в секунду.

Большинство процессоров, используемых в настольных (домашних) компьютерах, представляют собой микропроцессоры производства Intel или Advanced Micro Devices (обычно сокращенно AMD).Некоторые другие компании, производящие процессоры, — это ARM, IBM и AMD под управлением ATI Technologies, которая сейчас является лидером. Большинство их процессоров используются во встроенных системах для более специализированных задач, например, в мобильных телефонах, автомобилях, игровых консолях или в армии. ^[3]

В 20 веке инженеры изобрели множество различных компьютерных архитектур. В настоящее время большинство настольных компьютеров используют 32-разрядные или 64-разрядные процессоры. Инструкции в 32-битном ЦП хорошо справляются с обработкой данных размером 32 бита (большинство инструкций «думают» в 32-битном ЦП).Точно так же 64-битный ЦП хорош для обработки данных размером 64 бита (и часто также хорош для обработки 32-битных данных). Размер данных, которые ЦП обрабатывает лучше всего, часто называют размером слова ЦП . Многие старые процессоры 70-х, 80-х и начала 90-х годов (и многие современные встраиваемые системы) имеют размер слова 8 или 16 бит. Когда в середине 20 века были изобретены процессоры, в них было слово разных размеров. У некоторых были разные размеры слов для инструкций и данных. Менее популярные размеры слов позже перестали использоваться.

Большинство процессоров — это микропроцессоры. Это означает, что процессор представляет собой всего лишь одну микросхему. Некоторые микросхемы с микропроцессорами внутри также содержат другие компоненты и представляют собой законченные однокристальные «компьютеры». Это называется микроконтроллером.

Когда ЦП запускает компьютерную программу, ему нужно где-то хранить данные, с которыми работают инструкции (данные, которые они читают и записывают). Это хранилище называется регистром . ЦП обычно имеет много регистров. Доступ к регистрам должен быть очень быстрым (для чтения и записи).Следовательно, они являются частью самой микросхемы ЦП.

Хранение всех данных в регистрах сделало бы большинство процессоров слишком сложными (и очень дорогими). Следовательно, регистры обычно хранят только данные, с которыми ЦП работает «прямо сейчас». Остальные данные, используемые программой, хранятся в RAM (памяти). За исключением микроконтроллеров, оперативная память обычно хранится вне процессора в отдельных микросхемах.

Когда ЦП хочет прочитать или записать данные в ОЗУ, он выводит для этих данных адрес .Каждый байт в ОЗУ имеет адрес памяти. Размер адресов часто совпадает с размером слова: 32-разрядный ЦП использует 32-разрядные адреса и т. Д. Однако меньшие ЦП, такие как 8-разрядные ЦП, часто используют адреса, превышающие размер слова. В противном случае максимальная длина программы была бы слишком короткой.

Поскольку размер адресов ограничен, максимальный объем памяти также ограничен. 32-разрядные процессоры обычно могут обрабатывать только до 4 ГБ ОЗУ. Это количество различных байтов, которые можно выбрать с помощью 32-битного адреса (каждый бит может иметь два значения — 0 и 1, и 2 ³² байтов составляет 4 ГБ).64-битный процессор может обрабатывать до 16 ЭБ ОЗУ (16 эксабайт, около 16 миллиардов Гбайт или 16 миллиардов миллиардов байт). Операционная система может ограничить использование меньших сумм.

Информация, которая хранится в RAM, обычно непостоянна. Это означает, что он исчезнет, ​​если компьютер выключится.

На современных компьютерах ОЗУ намного медленнее, чем регистры, поэтому доступ к ОЗУ замедляет работу программ. Чтобы ускорить доступ к памяти, более быстрый тип памяти, называемый кеш-памятью , часто помещается между ОЗУ и основными частями ЦП.Кэш обычно является частью самого чипа ЦП и стоит намного дороже, чем ОЗУ. В кеше хранятся те же данные, что и в ОЗУ, но обычно он намного меньше. Следовательно, все данные, используемые программой, могут не поместиться в кеш. Кеш пытается хранить данные, которые, вероятно, будут использоваться часто. Примеры включают недавно использованные данные и данные, близкие в памяти к недавно использованным данным.

Часто имеет смысл иметь «кэш для кэша», так же как имеет смысл иметь кэш для RAM.В многоуровневом кэшировании есть много кешей, называемых кешем L1, кешем L2 и так далее. Кэш L1 является самым быстрым (и самым дорогим из расчета на один байт) кешем и находится «ближе всего» к ЦП. Кэш L2 находится на расстоянии одного шага и работает медленнее, чем кеш L1 и т. Д. Кэш L1 часто можно рассматривать как кеш для кеша L2 и т. Д.

Компьютерные шины — это провода, используемые ЦП для связи с ОЗУ и другими компонентами компьютера. Почти все процессоры имеют по крайней мере шину данных , используемую для чтения и записи данных, и адресную шину , используемую для вывода адресов.Другие шины внутри ЦП передают данные в разные части ЦП.

Набор инструкций (также называемый ISA — Instruction Set Architecture) — это язык, понятный непосредственно конкретному процессору. Эти языки также называют машинным кодом или двоичным кодом. Они говорят, как вы приказываете процессору делать разные вещи, например загружать данные из памяти в регистр или складывать значения из двух регистров. Каждая инструкция в наборе инструкций имеет кодировку, то есть то, как инструкция записывается как последовательность битов.

Программы, написанные на таких языках программирования, как C и C ++, не могут запускаться непосредственно центральным процессором. Они должны быть переведены в машинный код, прежде чем ЦП сможет их запустить. Компилятор — это компьютерная программа, которая выполняет этот перевод.

Машинный код — это просто последовательность нулей и единиц, что затрудняет его чтение людьми. Чтобы сделать его более читабельным, программы машинного кода обычно пишутся на ассемблере . В языке ассемблера вместо нулей и единиц используется текст: вы можете написать «LD A, 0», чтобы, например, загрузить значение 0 в регистр A.Программа, переводящая язык ассемблера в машинный код, называется ассемблером .

Вот некоторые из основных действий процессора:

• Считать данные из памяти и записать данные в память.
• Добавить одно число к другому.
• Проверить, не превышает ли одно число другое.
• Перемещает число из одного места в другое (например, из одного регистра в другой или между регистром и памятью).
• Перейти в другое место в списке инструкций, но только если какой-то тест верен (например, только если одно число больше другого).

Даже очень сложные программы можно создавать, комбинируя множество таких простых инструкций. Это возможно, потому что выполнение каждой инструкции занимает очень короткое время. Многие процессоры сегодня могут выполнять более 1 миллиарда (1 000 000 000) инструкций за одну секунду. В общем, чем больше ЦП может сделать за заданное время, тем он быстрее. Один из способов измерить скорость процессора — MIPS (миллион инструкций в секунду). Флопы (число операций с плавающей запятой в секунду) и тактовая частота процессора (обычно измеряемая в гигагерцах) также являются способами измерения того, сколько работы процессор может выполнить за определенное время.

ЦП построен из логических вентилей; у него нет движущихся частей. ЦП компьютера связан электронным образом с другими частями компьютера, такими как видеокарта или BIOS. Компьютерная программа может управлять этими периферийными устройствами, считывая или записывая числа в специальные места в памяти компьютера.

Каждая инструкция, выполняемая ЦП, обычно выполняется в несколько этапов. Например, шаги для выполнения инструкции «INC A» (увеличение значения, хранящегося в регистре A, на единицу) на простом процессоре могут быть следующими:

• Прочитать инструкцию по памяти,
• декодирует инструкцию (выясняет, что делает инструкция), а
• добавить единицу в регистр A.

Различные части ЦП выполняют разные функции. Часто можно выполнять несколько шагов из разных инструкций одновременно, что ускоряет работу ЦП. Например, мы можем прочитать инструкцию из памяти одновременно с декодированием другой инструкции, поскольку в этих шагах используются разные модули. Это можно представить как одновременное наличие множества инструкций «внутри конвейера». В лучшем случае все модули работают одновременно по разным инструкциям, но это не всегда возможно.

Блоки управления памятью (MMU) и виртуальная память [изменение | изменить источник]

Современные процессоры часто используют блок управления памятью (MMU). MMU — это компонент, который преобразует адреса ЦП в (обычно) разные адреса ОЗУ. При использовании MMU адреса, используемые в программе, (обычно) не являются «реальными» адресами, где хранятся данные. Это называется виртуальной (противоположной «реальной») памятью. Ниже перечислены некоторые из причин, по которым использование MMU — это хорошо:

• MMU может «скрыть» память других программ от программы.Это достигается тем, что никакие адреса не преобразуются в «скрытые» адреса во время работы программы. Это хорошо, потому что это означает, что программы не могут читать и изменять память других программ, что повышает безопасность и стабильность. (Программы не могут «шпионить» друг за другом или «наступать друг другу на пятки».)
• Многие MMU могут сделать некоторые части памяти недоступными для записи, нечитаемыми или неисполняемыми (то есть код, хранящийся в этой части памяти, не может быть запущен). Это может быть полезно по соображениям стабильности и безопасности, а также по другим причинам.
Модули MMU
• позволяют различным программам иметь разные «представления» памяти. Это удобно во многих различных ситуациях. Например, всегда можно будет иметь «основной» код программы по одному и тому же (виртуальному) адресу без столкновения с другими программами. Это также удобно, когда есть много разных фрагментов кода (из библиотек ), которые используются программами совместно.
Модули MMU
• позволяют коду из библиотек появляться по разным адресам при каждом запуске программы.Это хорошо, потому что незнание того, где что-то находится в памяти, часто мешает хакерам заставить программы делать плохие вещи. Это называется рандомизацией адресного пространства .
• Продвинутые программы и операционные системы могут использовать уловки с MMU, чтобы избежать необходимости копировать данные между разными местами памяти.

Многоядерные процессоры стали обычным явлением в начале 21 века. Это означает, что у них есть много процессоров, встроенных в один и тот же чип, так что они могут выполнять множество инструкций одновременно.Некоторые процессоры могут иметь до тридцати двух ядер, например AMD Epyc 7601. ^[4]

Компьютерные процессоры производят следующие компании:

,