Смотреть что такое "Информация" в других словарях. Измерение количества информации. Роль информации в философии

23.04.2019

Понятие информации. Свойства информации. Информационные процессы: получение, передача, преобразование и хранение информации

Информация - одно из основных понятий науки. Наряду с такими понятиями, как вещество, энергия, пространство и время оно составляет основу современной научной картины мира. Его нельзя определить через более простые понятия.

Термин информация происходит от латинского слова informatio, что означает - разъяснение, сообщение, осведомленность.

Под информацией в быту (житейский аспект) понимают сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, воспринимаемые человеком или специальными устройствами.

Под информацией в технике понимают сообщения, передаваемые в форме знаков или сигналов.

Под информацией в теории информации понимают не любые сведения, а лишь те которые, снимают полностью или уменьшают существующую неопределенность. По определению К. Шеннона информация – это снятая неопределенность.

Под информацией в кибернетике, по определению Н. Винера понимают ту часть знаний, которая используется для ориентирования, активного действия, управления, т.е. в целях сохранения, совершенствования, развития системы.

Под информацией в семантической теории (смысл сообщения) понимают сведения, обладающие новизной.

Информация - это отражение внешнего мира с помощью знаков и сигналов.

Свойства информации , т.е. ее качественные признаки.

Объективность . Информация объективна, если она не зависит от чьего – либо мнения.

Достоверность . Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел.

Полнота . Информацию можно считать полной, если ее достаточно для понимания и принятия решения.

Актуальность – важность, существенность для настоящего времени.

Адекватность – определенный уровень соответствия создаваемого с помощью полученной информации образа реальному объекту, процессу, явлению.

Информационные процессы

Обмен, хранение и обработка информации присущи живой природе, человеку, обществу, техническим устройствам. В системах различной природы действия с информацией: обмен, хранение, обработка - одинаковы. Эти действия называют ИНФОРМАЦИОННЫМИ ПРОЦЕССАМИ.

Рассмотрим более подробно различные виды информационных процессов между автоматом и автоматом (техническими устройствами).

Обмен информацией

Передачу и прием информации называют обменом информации. Передача информации между автоматами выполняется с использованием технических средств связи. Ретрансляционная вышка передает информацию, которую воспринимает блок приема телевизора. Радиостанция передает информацию, которую воспринимает блок приема радиоприемника. Видеомагнитофон передает информацию с видеокассеты на экран.

При обмене информацией нужны источник информации и приемник информации. Передаваемая от источника информация достигает приемника с помощью последовательности сигналов, которая называется СООБЩЕНИЕМ. Сигналы могут быть звуковыми, электрическими, электромагнитными и т.д. Информация может поступать непрерывно, а может и дискретно, то есть в виде последовательности сигналов, отделенных друг от друга временными или пространственными промежутками.

Преобразование информации

Обработка информации – преобразование информации из одного вида в другой, осуществляемое по строгим формальным правилам.

Обработка информации по принципу «черного ящика» - процесс, в котором пользователю важна и необходима лишь входная и выходная информация, но правила, по которым происходит преобразование, его не интересуют и не принимаются во внимание.

Возможность автоматизированной обработки информатизации основывается на том, что обработка информации не подразумевает ее осмысления.

Хранение информации

Информация для магнитофона, видеомагнитофона, киноаппарата хранится на специальных устройствах: аудиокассетах, видеокассетах, кинолентах. Устройство, предназначенное для хранения информации называют НОСИТЕЛЕМ информации. Носитель информации может быть разной природы: механический, магнитный, электрический. Носители информации различаются по форме представления информации, по принципу считывания, по типам материала.

Информация запоминается в виде сигналов или знаков. С помощью микрофона и других устройств магнитофона звуковая информация записывается на магнитную ленту, т.е. на магнитной ленте хранится информация. С помощью магнитной головки магнитофона информация считывается с магнитной ленты. Информация ЗАПИСЫВАЕТСЯ на носитель посредством изменения физических, химических или механических свойств окружающей среды. Запись и считывание информации осуществляется в результате физического воздействия с носителем информации записывающих и считывающих устройств.

Информация. Передача информации

Информация передаётся в форме сообщений от некоторого источника информации к её приёмнику посредством канала связи между ними. Источник посылает передаваемое сообщение , которое кодируется в передаваемый сигнал . Этот сигнал посылается по каналу связи . В результате в приёмнике появляется принимаемый сигнал , который декодируется и становится принимаемым сообщением .

Примеры:

Сообщение , содержащее информацию о прогнозе погоды, передаётся приёмнику (телезрителю) от источника – специалиста-метеоролога посредством канала связи – телевизионной передающей аппаратуры и телевизора.
Живое существо своими органами чувств (глаз, ухо, кожа, язык и т.д.) воспринимает информацию из внешнего мира , перерабатывает её в определенную последовательность нервных импульсов, передает импульсы по нервным волокнам, хранит в памяти в виде состояния нейронных структур мозга, воспроизводит в виде звуковых сигналов, движений и т.п., использует в процессе своей жизнедеятельности.

Передача информации по каналам связи часто сопровождается воздействием помех , вызывающих искажение и потерю информации .

Свойства информации

Свойства информации:

Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел . Недостоверная информация может привести к неправильному пониманию или принятию неправильных решений.

Достоверная информация со временем может стать недостоверной , так как она обладает свойством устаревать , то есть перестаёт отражать истинное положение дел .

Информация полна, если её достаточно для понимания и принятия решений . Как неполная, так и избыточная информация сдерживает принятие решений или может повлечь ошибки .

Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т.п.

Ценность информации зависит от того, насколько она важна для решения задачи , а также от того, насколько в дальнейшем она найдёт применение в каких-либо видах деятельности человека .

Только своевременно полученная информация может принести ожидаемую пользу . Одинаково нежелательны как преждевременная подача информации (когда она ещё не может быть усвоена), так и её задержка .

Если ценная и своевременная информация выражена непонятным образом , она может стать бесполезной .

Информация становится понятной , если она выражена языком, на котором говорят те, кому предназначена эта информация.

Информация должна преподноситься в доступной (по уровню восприятия) форме. Поэтому одни и те же вопросы по разному излагаются в школьных учебниках и научных изданиях.

Информацию по одному и тому же вопросу можно изложить кратко (сжато, без несущественных деталей) или пространно (подробно, многословно). Краткость информации необходима в справочниках, энциклопедиях, учебниках, всевозможных инструкциях.

Обработка информации

Обработка информации – получение одних информационных объектов из других информационных объектов путем выполнения некоторых алгоритмов

Обработка является одной из основных операций, выполняемых над информацией, и главным средством увеличения объёма и разнообразия информации.

Средства обработки информации – это всевозможные устройства и системы, созданные человечеством, и в первую очередь, компьютер – универсальная машина для обработки информации.

Компьютеры обрабатывают информацию путем выполнения некоторых алгоритмов.

Живые организмы и растения обрабатывают информацию с помощью своих органов и систем.

Одна из важнейших тем по информатике. Она подробно рассматривается в школьной программе. Знания по теме информация и информационные процессы являются обязательным условием для успешной сдачи ЕГЭ и поступления в ВУЗы на соответствующие факультеты. Они уже позволят вам с легкостью набрать 15 тестовых баллов (15%). Ниже подробным образом рассмотрены такие понятия, как измерение количества информации , алфавитный и вероятностный подходы для равновероятных и неравновероятных событий. На экзаменах в большом количестве встречаются задачи по данной теме. Умение их решать – одно из требований к абитуриентам. По каждой теме раздела, помимо подробного теоретического материала, представлены практически все возможные варианты задач для самостоятельного изучения. Кроме того, у вас есть возможность скачать с файлообменника уже готовые подробные решения к данным задачам , иллюстрирующие различные способы получения верного ответа.

1.
2.
3.
4.
5.
6.

Информация

Информация - сведения, которые мы получаем из окружающего мира.

Информация - общенаучное понятие, включающее обмен сведениями между людьми, человеком и автоматом, автоматом и автоматом; обмен сигналами в животном и растительном мире; передача признаков от клетки к клетке, от организма к организму. В первоначальном и наиболее узком смысле, информация - атрибут мыслящих существ, людей: сведения, данные, факты, полученные из опыта, наблюдения или путем размышления, зафиксированные в материальной форме для сообщения другим мыслящим существам или самому себе. Любая информация с неизбежностью содержит два компонента - содержательный (имеет смысл, понятный тем, кому она предназначена) и материальный (должна быть представлена в осязаемой форме на том или ином физическом носителе).

Информатика - наука, изучающая свойства информации, а также способы представления, накопления, обработки и передачи информации с помощью технических средств.

Информация - знание того, что означают воспринятые сведения для данной личности". Это определение касается только семантического (смыслового) свойства информации, к тому же для конкретной личности.

вещество - многообразие материальных объектов;
энергия - взаимодействие объектов;
информация - сведения об окружающем мире.

Информация в быту - это сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах.
Информация в технике - это последовательности знаков и сигналов.
Информация в науке - мера уменьшения неопределенности знаний.
Информация в кибернетике - часть знаний для управления информационными процессами.
Информация в рамках семантической теории рассматривается, как нечто новое (новизна).

по способу восприятия: визуальная, аудиальная, тактильная, обонятельная, вкусовая;
по форме представления: текстовая, числовая, графическая, звуковая, комбинированная;
по общественному значению: общественная, личная, специальная и др.

Объективность - независимость от мнения человека.
Информация не зависит от чьего-либо мнения, суждения.

Например, сообщение «На улице тепло» - субъективная информация, а сообщение «На улице 22°С» - объективная.

Объективную информацию можно получить с помощью исправных датчиков, измерительных приборов. Но, отражаясь в сознании конкретного человека, она перестает быть объективной, так как преобразуется (в большей или меньшей степени) в зависимости от опыта, мнения, суждения и других качеств конкретного субъекта.
Полнота - достаточность для принятия решения.
Информация является полной, если ее достаточно для принятия решения.

Например, историческая информация никогда не бывает полной и ее полнота уменьшается по мере удаленности от нас исторической эпохи.
Достоверность - отражение истинного положения дел.
Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел.

Объективная информация всегда достоверна, но достоверная информация может быть как объективной, так и субъективной. Основные механизмы получения недостоверной информации: 1. преднамеренное искажение (дезинформация); 2. искажение в результате помех («испорченный телефон»); 3. преувеличение или преуменьшение реального факта (слухи, рыбацкие и охотничьи истории и т.д.).
Например, историческая или социально-политическая информация подвержена всем трем способам получения и передачи недостоверной информации.
Адекватность - соответствие текущему моменту.
Адекватность информации - это определенный уровень соответствия создаваемого с помощью полученной информации образа реальному объекту, процессу, явлению и т.п.

В реальной жизни вряд ли возможна ситуация, когда вы сможете рассчитывать на полную адекватность информации. Всегда присутствует некоторая степень неопределенности. От степени адекватности информации реальному состоянию объекта или процесса зависит правильность принятия решений человеком.

Пример: Вы успешно закончили школу и хотите продолжить образование по экономическому направлению. Поговорив с друзьями, вы узнаете, что подобную подготовку можно получить в разных вузах. В результате таких бесед вы получаете весьма разноречивые сведения, которые не позволяют вам принять решение в пользу того или иного варианта, т.е. полученная информация неадекватна реальному состоянию дел. Для того чтобы получить более достоверные сведения, вы покупаете справочник для поступающих в вузы, из которого получаете исчерпывающую информацию. В этом случае можно говорить, что информация, полученная вами из справочника, адекватно отражает направления обучения в вузах и помогает вам определиться в окончательном выборе.

Возможность и эффективность использования информации обусловливаются такими основными ее потребительскими показателями качества, как репрезентативность, содержательность, достаточность, доступность, актуальность, своевременность, точность, достоверность, устойчивость.
Доступность - возможность получения.
Доступность (информации [ресурсов автоматизированной информационной системы]) (англ. availability) - состояние информации (ресурсов автоматизированной информационной системы), при котором субъекты, имеющие право доступа, могут реализовывать их беспрепятственно.

К правам доступа относятся: право на чтение, изменение, копирование, уничтожение информации, а также права на изменение, использование, уничтожение ресурсов.
Актуальность - важность в данный момент.
Актуальность информации - это ее важность, существенность для настоящего времени.

Своевременность информации играет важную роль в объективной оценке ситуации и в процессе принятия решения.

Причины неактуальности информации:
1. Устаревание;
2. Ненужность, бесполезность.

Информационные процессы

Информационные процессы - действия, совершаемые над информацией.

Обработка информации (перевод информации из одного вида в другой по определенным правилам).
Хранение информации.
Передача информации.

Сбор информации - поиск и отбор по каким-либо критериям.

Автоматизированный (с измерительными приборами).
Механизированный (без измерительных приборов).
Автоматический (используются датчики, счетчики и др. Человек выступает в роли наблюдателя).

Наблюдение.
Общение со специалистами.
Литература.
Телевидение.
Радио.
Банки и базы данных и т.д.

Библиотеки данных.
Фото и видео архивы/альбомы и др.

Кодирование информации - преобразование одного набора знаков в другой.

Регистрация - фиксирование на носителе.

Данные - зарегистрированные сигналы.

Носитель - устройство, предназначенное для хранения и передачи информации.

Человекочитаемые.
Машиночитаемые.

Хранение - помещение информации в хранилище для последующего извлечения и использования.

Внутренняя.
Внешняя

Долговременная.
Оперативная.

Общая схема передачи информации:

Измерение количества информации

Человек воспринимает информацию в аналоговой форме, т.е. непрерывным потоком. В компьютере же информация обрабатывается в дискретной или цифровой форме. Отсюда и название процесса дискретизации, т.е. разбиения потока информации на отдельные сигналы, последовательности сигналов. Цифровой сигнал состоит из нескольких дискретных потоков.

Бит - минимальная единица информации.

Байт - основная единица информации.

Ниже приведена таблица единиц измерения информации:

Название	Символ	Множитель
Килобайт	KB	2 10
Мегабайт	MB	2 20
Гигабайт	GB	2 30
Терабайт	TB	2 40
Петабайт	PB	2 50
Эксабайт	EB	2 60
Зеттабайт	ZB	2 70
Йоттабайт	YB	2 80

Эта таблица используется для перевода "больших" единиц измерения в байты.

1байт = 2 3 бит = 8бит.

К примеру: 2Кб = 2*2 10 байт = 2*2 13 бит = 2 14 бит = 16384бит. (2 10 = 1024).

Для расчета вероятности отдельного события (pi) используют следующую формулу:

N i - количество определенных событий.
p i
N - количество возможных событий.

Существует формула для расчета количества информации об одном событии из множества:

I i - количество информации об одном событии.
p i - вероятность отдельного события.

Задачи по теме "".

Более сложные задачи по теме "".

Использование алфавитного подхода полностью оправдывает себя при использовании технических средств работы с информацией. В этом случае теряют смысл понятия «новые - старые», «понятные - непонятные» сведения. Этот способ не связывает количество информации с содержанием сообщения.

Используя алфавитный подход в определении информации , для нас становится важным длина кода. Если раньше мы не учитывали длину ответа, то при использовании алфавитного подхода это приобретает значение. При подсчете количества информации для нас имеет вес каждый знак в коде, каждая буква в сообщении.

Алфавитный подход - объективный способ измерения информации в отличие от субъективного вероятностного подхода.

При алфавитном подходе не рассматривается содержание информации, а сообщения рассматриваются как последовательности знаков определенных знаковых систем.

Естественные (например, биологический).
Формальные (используются созданные человеком системы знаков, символов).

Для записи сообщения на формальном языке используется определенный алфавит. Согласно алфавитному подходу количество различных символов, используемых в данном алфавите - мощность алфавита (N) может быть найдена по следующей формуле:

N - мощность алфавита.
i - информационный вес одного символа.

Отсюда можем выразить информационный вес одного символа (i):

Информационная емкость сообщения при алфавитном подходе может быть найдена по следующей формуле:

I - количество информации, содержащееся в сообщении.
k - количество символов в сообщении.

Задачи по теме "".

Более сложные задачи по теме "Алфавитный подход к измерению информации".

Как решать логарифмы

По просьбам "трудящихся" выкладываю небольшое и, на мой взгляд, достаточно простое объяснение того, как решать log.

Итак, разберем тему на простом примере: i=log 2 N.

Фактически, эта формула отвечает на вопрос: "Как найти i из формулы N=2 i ".

Таким образом, когда мы видим запись i=log 2 N, мы должны проговорить: "в какую степень нужно возвести 2, чтобы получить N? Эта степень - и есть Ваш ответ, т.е. если N=4, то i=2 (потому что 2 в квадрате равно 4)".

Разберем еще пару примеров на эту тему:

i=log 2 16.
i=log 3 81.
I=log 2 (1/4).
I=log 5 (1/125).

В какую степень нужно возвести 2, чтобы получить 16? - в 4 (2*2*2*2=2 4 =16). Ответ: i=4.
В какую степень нужно возвести 3, чтобы получить 81? - в 4 (3*3*3*3=3 4 =81). Ответ: i=4.
В какую степень нужно возвести 2, чтобы получить 1/4? - в -2
(Помни: a -x =1/a x . 1/(2*2)=2 -2 =1/4).
Ответ: I=-2.
В какую степень нужно возвести 5, чтобы получить 1/125? - в -3 (1/(5*5*5)=5 -3 =1/125). Ответ: I=-3.

Задачи и решения

Время перейти к решению возможных задач по теме ""...

Сюда включены и несколько "необычные" задачи (ведь кодирование не обязательно должно быть двоичным...). Однако отличие состоит лишь в количестве различных сигналов, поэтому их решение сводится к похожим формулам.

Бит – минимальная единица измерения информации.
Бит - количество информации, равное одной восьмой части байта.
Бит – это количество информации, которое уменьшает неопределенность знаний в два раза.
Бит может принимать только два значения – 0 или 1.
Бит - основная единица измерения информации.
Бит – количество информации, необходимое для передачи сообщения «Да»/«Нет».

Замечание: если ответ в задаче получается не целый, то выберите следующее целое число (пример: если получается 2,16 бит, ответ: 3 бита).

2. Загадали число от 1 до 8. Какое количество информации в сообщении о том, какое число загадано (в битах)?

3. Бросили шестигранный игральный кубик. Какое количество информации в сообщении о том, какое число выпало на кубике?

4. Загадали число от 1 до 100. Загадавший человек на все вопросы отвечает «Да» или «Нет». Какое наименьшее количество вопросов нужно задать, чтобы гарантированно угадать число?

5. Для обмена сообщениями используют последовательности символов одинаковой длины, состоящие только из символов «А» «B». Какова быть минимальная длина этих последовательностей, чтобы каждая из них кодировала любое из 50 различных сообщений?

6. Световое табло состоит из лампочек, каждая из которых может находиться в двух состояниях («включена» или «выключена»). Какое наименьшее количество лампочек должно находиться на табло, чтобы с его помощью можно было передать 200 различных сигналов?

7. Эллочка-людоедка (в лексиконе которой, как известно, было 30 слов) произносит фразу, состоящую из 50 слов. Какое количество информации в битах сообщает Эллочка?

8. В велокроссе участвуют 119 спортсменов. Специальное устройство регистрирует прохождение каждым из участников промежуточного финиша, записывая его номер с использованием минимально возможного количества бит, одинакового для каждого спортсмена. Каков информационный объем в битах сообщения, записанного устройством, после того как промежуточный финиш прошли 70 велосипедистов?

9. Репетиционный экзамен в школе сдают 125 человек. Каждому из них выделяют специальный номер. При регистрации участника для записи его номера используют минимально возможное количество бит, одинаковое для каждого участника. Каков объем информации в битах, записанный устройством, после регистрации 60 участников?

10. Для передачи секретного сообщения используют код, состоящий из десятичных цифр. При этом все цифры кодируются одним и тем же (минимально возможным) количеством бит. Определите информационный объем в битах такого сообщения длиной в 150 символов.

11. Метеорологическая станция ведет наблюдение за влажностью воздуха. Результатом одного измерения является целое число от 0 до 100 процентов, которое записывается при помощи минимального возможного количества бит. Станция сделала 80 измерений. Определите информационный объем в битах результатов измерения.

12. Для записи результатов детской игры «Зарница» используется таблица, в каждой клетке которой записано либо количество баллов, полученных командой в соответствующем виде состязаний (1, 2, 3), либо прочерк (если команда в этом виде соревнований не участвовала). В «Зарнице» соревнуются 30 команд в 10 видах соревнований. Какое количество информации в битах содержит таблица?

13. Вася передает Пете сообщение, состоящее только из символов (заглавных и строчных) латинского алфавита, пробелов и знаков препинания (. , ! ?) за 2мин. Сообщение состоит из 200 символов. Какова скорость передачи информации (бит в секунду)?

14. Вождь племени, в лексиконе которого всего 64 различных слова, произносит пламенную речь перед своими соплеменниками, состоящую из 100 слов в течение 2мин. Какова скорость передачи информации (бит в секунду)?

15. Флажковый сигнальщик использует для передачи сообщения 36 различных жестов. Сообщение, состоящее из 50 жестов, сигнальщик передает за 30 секунд. Какова скорость передачи сообщения (бит в секунду)?

16. Сколько килобайт информации содержит сообщение объемом 224 бит?

17. Сколько килобит информации содержит сообщение объемом 214 байт?

18. Во время передачи кабельного телевидения система собирает информацию от телезрителей относительно фильма, который они хотели бы посмотреть. На выбор предлагается 4 фильма. Для кодирования каждого пожелания используется минимально возможное количество бит. Всего высказали свое мнение 102400 телезрителей. Какое количество килобайт должна проанализировать система?

19. Скорость передачи данных через ADSL-соединение равна 128000 бит/с. Через данное соединение передают файл размером 625Кбайт. Определите время передачи файла в секундах.

20. Саша хочет скачать из Интернета видеоролик объемом 240Мбит. Скорость скачивания ограничена 16 килобайтами в секунду. Сколько минут потребуется Саше?

21. Через канал связи со скоростью 64 килобайта в секунду передают файл в течение 10 минут. Из скольких мегабайт состоит файл?

22. Скорость передачи данных через ADSL-соединение равна 256000 бит/с. Через данное соединение передают файл за 2 минуты. Определите информационный вес файла в килобайтах.

23. Световое табло состоит из лампочек. Каждая лампочка может находиться в одном из трех состояний («включено», «выключено» или «мигает»). Какое наименьшее количество ламп должно находиться на табло, чтобы с его помощью можно было передать 27 различных сигналов?

24. Азбука Морзе позволяет кодировать символы для радиосвязи, задавая комбинацию точек и тире. Сколько различных символов можно закодировать, используя код Морзе длиной не менее пяти и не более шести сигналов?

25. Вася и Петя передают друг другу сообщения, используя синий, красный и зеленый фонарики. Это они делают, включая по одному фонарику на одинаково короткое время в некоторой последовательности. Количество вспышек в одном сообщении – 3 или 4. Между сообщениями – паузы. Сколько различных сообщений могут передавать мальчики?

26. Для передачи 300 различных сообщений используют 5 последовательных цветовых вспышек. Цветовые лампы включаются на одинаково короткое время в некоторой последовательности. Лампы скольких различных цветов должно использоваться при передаче (минимальное количество)?

27. Для передачи 1000 различных сообщений используют 5 последовательных цветовых вспышек. Цветовые лампы включаются на одинаково короткое время в некоторой последовательности. Лампы скольких различных цветов должно использоваться при передаче (минимальное количество)?

28. В озере плавает 12500 окуней, 25000 пескарей, 6250 карасей и 6250 щук. Какое количество информации мы получим, когда поймаем какую–нибудь рыбу?

Замечание: все «отдельные вероятности» должны давать в сумме 1.

29. После экзамена по информатике объявляются оценки («2», «3», «4» или «5»). Какое количество информации несет сообщение об оценке учащегося А, который выучил лишь половину билетов, и сообщение об оценке учащегося Б, выучившего все билеты?

30. В княжестве есть только черные, белые и серые автомобили. Белых автомобилей 18. Сообщение о том, что в аварию попал черный автомобиль, несет 7бит информации. Сообщение о том, что в аварию попал не серый автомобиль, несет 5бит информации. Сколько черных автомобилей в княжестве?

Аннотация: В этой лекции мы рассмотрим такие вопросы: ассоциации как основа работы человеческого мозга, понятие о теориях обработки, систематизации и визуализации информации, Mind mapping и визуальное мышление.

Как уже говорилось выше, предметом этого курса является mind mapping – эффективная техника повышения персональной продуктивности. Но прежде чем обсуждать области применимости mind map "ов, правила их построения и типичные ошибки их использования, более того, прежде чем пытаться объяснить, что такое mind mapping вообще, нужно поговорить о визуальном (или радиантном) мышлении, воплощением и результатом которого являются mind map "ы.

Ассоциации как основа работы человеческого мозга

Вы когда-нибудь задумывались о том, на каких принципах основана работа тех сверхмощных компьютеров, которые каждый из нас носит внутри своего черепа? Готов держать пари – первая мысль, пришедшая в голову большинству читателей, была о микропроцессорах, лежащих в основе наших ноутбуков и рабочих станций. Однако смутные подозрения о несопоставимости "весовых категорий" кремниевого микрочипа и головного мозга все же не дают нам с уверенностью рассуждать о том, как все просто – двоичная арифметика, "есть импульс – нет импульса" и все такое. Да, как модель работы мозга двоичная машина вполне приемлема, но очень уж грубая это модель (мы же помним, что любая модель отражает только одно, наиболее важное в данном контексте свойство объекта, правда?). Как-то слишком примитивно получается – свести наше мышление к нулям и единичкам. А как же тогда объяснить тот каскад мелких воспоминаний – ощущений, цветов, запахов, идей, проносящихся перед нашим мысленным взором, когда мы о чем-то думаем? Многие из этих образов для большинства посторонних людей никак не связаны с предметом наших размышлений и значат что-то конкретное только для них, поскольку связаны с какими-то личными воспоминаниями и переживаниями. Позвольте себе подумать о чем-то и не придерживайтесь какого-то определенного направления мысли – вы будете удивлены тем, как быстро и далеко вы уйдете от первоначальной темы размышлений: сменяющиеся образы, связанные, как звенья одной цепи, вытаскивая друг друга из закромов памяти, быстро уведут вас от объекта, о котором вы подумали. Конечно, можно попытаться объяснить подобное поведение нашего мозга тем, что он просто отрабатывает гениально сложную разветвленную программу обработки информации с учетом данных, уже хранящихся в памяти, но все далеко не так просто.

Любая информация , поступающая в наш мозг (неважно, что это – прикосновение, вкус, запах, цвет, звук), вытаскивает за собой на свет Божий массу мелких воспоминаний, мыслей и ощущений, подобно тому, как от упавшего в пруд камня расходятся по поверхности воды концентрические круги. А каждое из этих воспоминаний тянет за собой массу других, которые, в свою очередь , вызывают к жизни все новые и новые образы, мысли или идеи. Да, я понимаю, что уже немного утомил читателя своими пространными рассуждениями. А суть их состояла в том, что единички и нолики, возможно хороши для того, чтобы объяснить, как работает наш мозг на "физическом уровне", но если речь идет о принципах его работы , то следует говорить не о битах, а об ассоциациях как минимальных единицах обработки информации человеческим мозгом . Помните понятие лексемы как минимальной единицы языка, имеющей самостоятельный смысл? Так вот, в том языке, на котором "говорит" наш мозг, такими лексемами являются ассоциации. Что же такое ассоциация ?

Ассоциация :

в физиологии – образование временной связи между индифферентными раздражителями в результате их многократного сочетания по времени;

в психологии – закономерная связь между отдельными событиями, фактами, предметами или явлениями, отраженными в сознании и закрепленными в памяти.

При наличии ассоциативной связи между психическими явлениями A и B возникновение в сознании человека явления A закономерным образом влечет появление в сознании явления B.

Итак, каждая ассоциация связана с огромным числом новых ассоциаций, которые, в свою очередь , связаны с новыми и новыми понятиями. Таким образом, мышление можно представить в виде сложного ассоциативного алгоритма, своего рода слалома по ветвям дерева ассоциаций, расходящимся от ствола – основной мысли. В свое время профессор Анохин (http://ru.wikipedia.org/wiki/Анохин,_Пётр_Кузьмич) говорил, что возможности мозга по формированию ассоциативных связей намного превосходят его возможности по хранению информации. Что же касается информационной емкости мозга, то она тоже весьма впечатляет – доктор Марк Розенцвейг (http://en.wikipedia.org/wiki/Mark_Rosenzweig) писал, что даже в том случае, если бы человек запоминал 10 единиц информации ( слово , изображение или другое элементарное впечатление) каждую секунду в течение 100 лет, заполнить удалось бы менее одной десятой суммарного объема человеческой памяти. И сколько бы таких единиц информации ни хранилось у нас в голове, количество ассоциаций, связанных с ними, еще на несколько порядков выше! Потенциал человеческого мозга, связанный с созданием ассоциаций, поистине безграничен: все наши идеи, воспоминания и ощущения хранятся у нас в голове в виде своеобразных "треков" – извилистых ветвящихся дорожек, связывающих их с другими нашими мыслями.

Вот пример того, что обычно творится у нас в голове:

Не правда ли, весьма знакомая картина?

Таким образом, в основе работы нашего мозга лежат два важнейших принципа.

Ассоциативное мышление – связь каждого воспоминания с массой других образов, и именно об этом принципе мы с вами говорили последние десять минут.
Иерархия понятий – в каждом таком ассоциативном "треке" один из образов является главным (корневым), от которого расходятся ветви-дорожки к другим понятиям, идеям, воспоминаниям. В результате мы получаем некое дерево (или граф) образов, связанных с исходным понятием.

Если же постараться объединить эти два принципа (которые работают в комплексе, дополняя друг друга), то следует сказать о так называемом радиантном , или визуальном , мышлении . О нем мы поговорим в этой же лекции, но чуть позже. А пока постараемся разобраться в том, какие же теории обработки, систематизации и визуализации информации существуют в данный момент, и не имеют ли они каких-то общих черт с описанными нами выше принципами работы человеческого мозга.

Понятие о теориях обработки, систематизации и визуализации информации

Cуществующие теории обработки информации

Начнем с определений.

Обработка информации – любое преобразование информации из одного вида в другой, производимое по строгим формальным правилам.

Теория обработки информации (information-processing theory) – направление научного знания, изучающее то, как люди обращаются с информацией, отбирают и усваивают ее, а затем используют в процессе принятия решений и управления своим поведением.

Теории обработки информации применяются при изучении восприятия, памяти, внимания, речи, мышления и решения задач экспериментальной психологии. В свою очередь, большой вклад в развитие упомянутых теорий внесли математическая логика, техника связи, теория информации и теория вычислительных систем. Почему же мы говорим "теории" – во множественном числе? Дело в том, что на самом деле следует говорить о целом семействе абсолютно разрозненных теоретических и исследовательских программ. Естественно, как и в любом научном сообществе, согласия между исследователями нет и в помине – мнения ученых сходятся лишь в некоторых исходных посылках, теории и методологии исследований. В рамках упомянутого семейства можно выделить такие широко известные в узких кругах подходы, как трансформационная лингвистика (http://ru.wikipedia.org/wiki/Генеративная_лингвистика), психология Пиаже (http://www.gumer.info/bibliotek_Buks/Psihol/Jaroschev/11.php) и радикальный бихевиоризм. Бихевиоризм, в частности, занимался изучением поведения животных и активно распространял свои принципы на все области психологии. Однако возникли некоторые трудности при попытке распространить теорию и методы бихевиоризма на символические процессы человека, в частности, на языковые способности. Когда разочарование ученых в привычных методах стало всеобщим, исследователи-психологи обратились к другим теориям, в результате чего о бихевиоризме почти забыли. Тем не менее, ученые, развивающие теории обработки информации, разделяют со своими предшественниками-бихевиористами веру в эмпиризм, операционализм и т.п. Да, психологи отказались от распространения на людей выводов, полученных вследствие экспериментов с животными, и от объяснения видимого поведения индивидов внешними причинами, в частности, влияниями окружающей среды. В то же время общая методология и статистические методы обработки результатов экспериментов остались прежними – просто животных в качестве испытуемых сменили люди. Ученая братия вновь признала существование врожденных способностей и начала активно обсуждать такие внутренние процессы, как планы, стратегии, образы, решения и ассоциации .

ХХ век ознаменовался бурным развитием технологий связи – телефонии, радио и телевидения. Очень показательной была продемонстрированная психологами аналогия между обработкой информации человеческим мозгом и работой описанного в теории связи информационного канала. Большую роль в создании математической теории информации и переносе понятий теории связи на работу человеческого мозга сыграли исследования Клода Шеннона (знакомое имя, не правда ли?). Созданная им теория описывает передачу сообщений любой природы от любого источника любому получателю, в том числе и передачу сигналов внутри человеческого мозга.

Но вспомним еще об одном непонятном названии, упомянутом нами в начале этого раздела, – трансформационной лингвистике. В свое время Ноам Хомский (http://ru.wikipedia.org/wiki/Хомский,_Ноам) утверждал, что человеческий язык невозможно научно объяснить с позиций бихевиоризма. Он настаивал на том, что этот подход абсолютно неправильно представляет природу языка, игнорируя его структуру, правила и грамматику. Взамен этого он говорил о "правилах в голове" человека, позволяющих преобразовать (трансформировать) передаваемую информацию – разбить ее на смысловые единицы (слова) и связать эти единицы между собой. Отойдя от бихевиоризма, новая парадигма обработки информации в поисках идей все больше склонялась к лингвистике. Вот и современные исследователи стремятся обнаружить психологические процессы или умственные операции, которые лежат в основе языковой активности. Активно изучаются такие виды когнитивной активности, как восприятие, память, мышление и понимание. И понятие ассоциации опять не осталось в стороне.

Что же касается теории вычислительных систем, то за этим названием также скрывается целый выводок абсолютно разношерстных дисциплин. Сюда входят теория алгоритмов, численные методы, теория конечных автоматов, языки программирования, теория искусственного интеллекта и многое другое… И это не единственная черта, которая роднит теорию вычислительных систем с психологией обработки информации, – оба направления выросли из математической логики, оба занимались изучением природы разумного поведения, а появление вычислительных машин и развитие принципов, на которых они строились, привело к возникновению еще одной аналогии человеческих психических и интеллектуальных способностей. Машинные модели помогли в изучении мышления и в особенности – процесса решения задач. Отталкиваясь от этой аналогии, психологи пытаются объяснить, каким образом мозг получает информацию, перекодирует и сохраняет ее в памяти, каким образом он затем использует ее для принятия решений и управления поведением. Конечно, полного соответствия между работой мозга и компьютера нет и быть не может, но все же ученым удалось создать стройную концепцию, способную объяснить, каким образом интеллектуальная система – будь это человек или некое устройство – создает новые знания. Догадайтесь, какое понятие играет тут важнейшую роль? Да, конечно, вы правы – это понятие ассоциации !

Систематизация и структурирование информации

Итак, с обработкой информации мы разобрались, перейдем теперь к систематизации. Конечно, мы не забываем о том, что систематизация информации – это составная часть алгоритма обработки информации, некий его этап, но все равно, об этом этапе нужно сказать отдельно. Как всегда, сначала обратимся к определению:

Систематизировать – распределить элементы информации по признакам родства, сходства, т. е. классифицировать и типизировать их.

Мозг человека (в контексте процессов восприятия, запоминания, преобразования информации и т.п.) работает именно с систематизированной информацией. Например, процесс запоминания проходит намного эффективнее, если человеку удается рационально структурировать получаемую информацию, разложить по полочкам, как говорят в народе. В коммуникативных процессах (помните, мы говорили о языке и лингвистике?) систематизированное представление передаваемой информации также играет важную роль. Систематизация и структурирование информации – важнейшие психологические механизмы, благодаря которым человеческий мозг может эффективно обрабатывать большие потоки информации.

Стремление к целостному охвату объекта изучения, к систематизации знаний свойственно любому процессу познания. Многие исследователи отмечали, что процесс работы мозга над проблемой идет от осознания свойств, характеристик и функций объекта изучения к поиску недостающих структурных элементов, связей и отношений между ними. А если овладеть системным подходом и развить свое умение систематизировать и структурировать информацию, можно помочь мозгу работать эффективнее в процессе учебы и при решении профессиональных задач.

Структуры данных бывают разные – линейные (список), табличные, иерархические (дерево). Деревья (графы) понятий, построенные на основе ассоциативных связей, – наиболее естественный для нашего мозга способ представления (структурирования) данных (хотя, строго говоря, не следует путать ассоциативные и классификационные отношения). Вспомним о визуальном мышлении? Кстати, раз уж мы заговорили о деревьях, то нам пора плавно перейти к рассмотрению вопроса о визуализации информации. Но прежде отметим, что существует целое направление научного знания, изучающее методы и приемы структурирования информации, которое называется информационной архитектурой . Классики говорят, что

информационная архитектура – как наука занимается принципами систематизации информации и навигации по ней с целью помочь людям более успешно находить и обрабатывать нужные им данные.

Первое, что приходит нам в голову при слове "визуализация", – это графики и диаграммы (вот она, сила ассоциаций!). С другой стороны, визуализировать таким образом можно только числовые данные, никому еще не удавалось построить график на основе связного текста. Для текста мы можем построить план, выделить основные мысли (тезисы) – сделать краткий конспект. О недостатках и вреде конспектирования мы поговорим чуть позже, а сейчас скажем о том, что если объединить план и краткий конспект – "развесить" тезисы по ветвям дерева, структура которого соответствует структуре (плану) текста, – то мы получим отличную структурную схему текста, которая запомнится намного лучше, чем любой конспект. В этом случае ветви будут играть роль тех "треков" – дорожек, связывающих понятия и тезисы, о которых мы говорили ранее.
Помните, как мы строили UML-диаграммы на основе описания проектируемой программной системы, полученного от ее будущих пользователей? Полученные картинки воспринимались и клиентами, и разработчиками намного проще и быстрее, чем текстовое описание. Точно так же можно "изобразить" абсолютно любой текст, не только техническое задание на разработку системы. Подход, описанный нами выше, позволяет визуально представить абсолютно любой текст – будь это сказка, техническое задание, лекция, фантастический роман или результаты совещания – в виде удобного и простого для восприятия дерева. Строить его можно как угодно – лишь бы получилась наглядная и понятная схема, которую хорошо бы еще проиллюстрировать подходящими по смыслу рисунками.
Такие схемы удобно применять и в общении при обсуждении каких-либо вопросов и проблем. Как показывает практика, отсутствие четких стандартов нотации не создает абсолютно никаких коммуникативных сложностей для участников обсуждений. Наоборот, использование невербальных форм представления информации позволяет концентрировать внимание именно на ключевых точках проблемы. Таким образом, визуализация является одним из наиболее перспективных направлений повышения эффективности анализа, представления, восприятия и понимания информации.
Ух, наконец-то мы покончили с нудным описанием научных теорий, методов и приемов, применяющихся для обработки, систематизации и визуализации информации! Предыдущая часть главы сильно утомила и автора, и читателей, и тем не менее, она была необходима: в результате мы увидели, что особенности работы нашего мозга уже активно применяются учеными в самых разных областях науки, многие вещи, которые кажутся нам привычными, – персональные компьютеры, пользовательские интерфейсы, базы знаний и т.д. – изначально строились с учетом ассоциативного характера человеческого мышления и его склонности к иерархическому представлению и визуализации информации. Но вершиной и естественным графическим выражением мыслительных процессов человека является mind mapping, к обсуждению которого мы наконец-то переходим. А заодно попытаемся расширить наше понимание принципов визуального мышления.

Операции с данными

В ходе информационного процесса данные преобразуются из одного вида в другой с помощью определенных методов. Сама обработка данных включает в себя множество различных операций. В структуре возможных операций можно выделить следующие:

1. Сбор данных – накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решений.

2. Формализация данных – приведение данных, поступающих из различных источников, к одной форме.

3. Фильтрация данных – отсеивание «лишних» данных, в которых нет необходимости для принятия решений.

4. Сортировка данных – упорядочивание данных по заданному признаку.

5. Архивация данных – организация хранения данных в удобной и доступной форме; служит для снижения экономических затрат по хранению данных.

6. Защита данных – комплекс мер, направленных на предотвращение утраты, воспроизведения и модификации данных.

7. Транспортировка данных – прием и передача данных между удаленными участниками информационного процесса.

8. Преобразование данных – перевод данных из одной формы в другую.

Кодирование информации – это операция преобразования информации из одной знаковой системы в другую.

Кодирование – это процесс представления информации, удобный для ее хранения и/или передачи.

Существует три основных способа кодирования:

1) Графический, с помощью специальных рисунков или значков;

2) Числовой – с помощью чисел,

3) Символьный – с помощью символов алфавита

Средством кодирования служит таблица соответствия знаковых систем , которая устанавливает взаимно однозначное соответствие между знаками или группами знаков двух различных знаковых систем.

В процессе обмена информацией часто приходится производить операции кодирования и декодирования информации. Например, при вводе знака алфавита в компьютер путем нажатия соответствующей клавиши на компьютере, происходит кодирование знака, т.е. преобразование его в компьютерный код. При выводе знака на экран монитора или принтер происходит обратный процесс – декодирование, когда из компьютерного кода знак преобразуется в его графическое изображение.

Системы кодирования – человеческие языки, азбука, запись математических выражений, телеграфная, морская азбука и др.

Шифрование – это тоже кодирование, но с засекреченным методом, известным только источнику и адресату.

Дешифрование – процесс зашифрованного текста в открытый (исходный) текст.

Методами шифрования занимается наука криптография .

В вычислительной технике используется своя система кодирования, которая называется двоичным кодированием . При двоичном кодировании один двоичный разряд несет одну единицу информации, которая называется 1 бит. Эта система основана на представлении данных последовательностью всего двух знаков – 0 и 1 (машинный код).

Одним битом могут быть выражены два понятия 0 или 1 (да или нет, истина или ложь, есть сигнал или нет сигнала).

Двумя битами можно выразить четыре различных понятия:

Тремя битами можно закодировать восемь различных значений:

000,001,010,011,100,101,110,111

Увеличивая на единицу количество разрядов в системе двоичного кодирования, мы увеличиваем в два раза количество значений, которое может быть выражено в данной системе:

N = 2 i ,

Где N – количество независимых кодируемых значений,

i – разрядность двоичного кодирования.

Для кодирования целых чисел от 0 до 255 достаточно иметь 8 разрядов двоичного кода (8 бит – 256=2 8):

16 бит позволяют кодировать целые числа от 0 до 65535, а 24 бита уже более 16,5 млн различных значений.

С помощью двоичного кода можно кодировать и текстовую информацию: 8 бит – 256 символов, 16 бит – 65536 символов (универсальная система кодирования (UNICODE)).

Графические данные (растровое изображение – 32 бита – полноцветный режим). Звуковая информация также кодируется.

«Информация 10 класс» - Врождённые информационные методы основаны на системе чувств восприятия субъекта и на мышлении. Содержание: Восприятие (сбор). Искусственные информационные методы бывают аппаратными и программными. Хране ние. Сканер как устройство восприятия информации. Информационные процессы в технике. Приобретенные методы являются результатом обучения или адаптации.

«Обработка овощей» - Сельдерей. Подготовка помидор, перца болгарского для фарширования. Кружочки - так режут овощи цилиндрической формы, типа моркови. 4*4*4(средний брюнуаз). Формы нарезки овощей. Формы нарезки моркови. Пастернак. Ревень. Фигурные формы нарезки картофеля. Обработка корнеплодов. Промывают Отрезают плодоножку Отрезают кожицу и удаляют семена.

«Обработка графической информации» - Рабочий и фоновые цвета. Примеры графических редакторов. Заголовок окна. Пуск/Программы/Стандартные/Paint Назначение. Вид окна графического редактора Paint. Строка меню. Палитра. Определение. Графический редактор – прикладная программа обработки графической информации. Использование компьютерной графики.

«Информация и её обработка» - Рассмотреть, как можно обработать информацию различных видов. Компьютер. Задание в рабочей тетради: Игра «Вспомни понятие». Кодирование. Например: Сейчас урок информатики. Диск. 2) Обработка текста – изменение смысла текста. Найди суммы пар чисел по образцу. Научиться объяснять смысл обработки информации.

«Технология обработки бумаги» - Полученная таким образом бумага будет своеобразной, но не слишком красивой. Бумага и история развития бумажных ремесел. Аппликация. Сначала приклеивайте квадратики по контуру рисунка, и только затем заполняйте фон. Цветку – цветок сплетай венок. "Поделки. Самодельная бумага. Народное название украшений, вырезанных из бумаги на Украине - вытынанки.

«Цифровая обработка сигналов» - Основные разделы ЦОС. Цифровая обработка сигналов. cos. План лекции. У.М. Сиберт. Определение. arctan. Информационные источники. Направления развития ЦОС. Этапы построения систем ЦОС. Вводные сведения по комплексной арифметике. Типовая блок-схема устройства ЦОС. Аппаратная и программная реализация. sin.