Информация в материальном мире

Поскольку адресные данные тоже имеют  размер и тоже подлежат хранению, хранить  данные в виде мелких единиц, таких, как байты, неудобно. Их неудобно хранить  и  в более крупных единицах (килобайтах, мегабайтах и т. п.), поскольку неполное  заполнение одной единицы хранения приводит к неэффективности хранения.

В качестве единицы хранения данных принят объект переменной длины, называемый файлом. Файл — это последовательность произвольного числа байтов, обладающая  уникальным собственным именем. Обычно в отдельном файле хранят данные, относящиеся к одному типу. В этом случае тип данных определяет тип файла.

Проще всего представить себе файл в виде безразмерного канцелярского  досье, в  которое можно по желанию  добавлять содержимое или извлекать его оттуда. Поскольку  в определении файла нет ограничений на размер, можно представить себе файл,  имеющий 0 байтов (пустой файл), и файл, имеющий любое число байтов.

В определении файла особое внимание уделяется имени. Оно фактически несет в  себе адресные данные, без которых данные, хранящиеся в файле, не станут информацией из-за отсутствия метода доступа к ним. Кроме функций, связанных с адресацией, имя файла может хранить и сведения о типе данных, заключенных в нем,  Для автоматических средств работы с данными это важно, поскольку по имени  файла они могут автоматически определить адекватный метод извлечения информации из файла.

Понятие о файловой структуре

Требование уникальности имени  файла очевидно — без этого  невозможно гарантировать однозначность доступа к данным. В средствах вычислительной техники  требование уникальности имени обеспечивается автоматически — создать файл с  именем, тождественным уже имеющемуся, не может ни пользователь, ни автоматика.

Хранение файлов организуется в иерархической структуре, которая в данном случае  называется файловой структурой. В качестве вершины структуры служит имя  носителя, на котором сохраняются файлы. Далее файлы группируются в каталоги  (папки), внутри которых могут быть созданы вложенные каталоги (папки). Путь  доступа к файлу начинается с имени устройства и включает все имена каталогов  (папок), через которые проходит. В качестве разделителя используется символ «\»  (обратная косая черта).

Уникальность имени файла обеспечивается тем, что полным именем файла считается  собственное имя файла вместе с путем доступа к нему. Понятно, что и этом случае на  одном носителе не может быть двух файлов с тождественными полными именами.

Пример записи полного имени  файла:

<имя носителя>\<имя каталога-1>\...\<имя каталога-N>\<собственное имя файла>

Вот пример записи двух файлов, имеющих  одинаковое собственное имя и  размещенных на одном носителе, но отличающихся путем доступа, то есть полным именем.  Для наглядности  имена каталогов (папок) напечатаны прописными буквами.

С:\АВТОМАТИЧЕСКИЕАППАРАТЫ\ВЕНЕРА\АТМОСФЕРА\Результаты исследований С:\РАДИОЛОКАЦИЯ\ВЕНЕРА\РЕЛЬЕФ\Результаты исследований

О том, как на практике реализуются  файловые структуры, мы узнаем несколько  позже, когда познакомимся со средствами вычислительной техники и с понятием  файловой системы.

1.4. Информатика

Предмет и задачи информатики

Информатика — это  техническая наука, систематизирующая  приемы создания,  хранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими.

Из этого определения видно, что информатика очень близка к технологии, поэтому  ее предмет  нередко называют информационной технологией.

Предмет информатики составляют следующие понятия:

• аппаратное обеспечение средств  вычислительной техники;

• программное обеспечение средств  вычислительной техники;

• средства взаимодействия аппаратного  и программного обеспечения;

• средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.

Как видно из этого списка, в  информатике особое внимание уделяется  вопросам  взаимодействия. Для этого даже есть специальное понятие — интерфейс. Методы  и средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами  называют пользовательским интерфейсом. Соответственно, существуют аппаратные  интерфейсы, программные интерфейсы и аппаратно-программные интерфейсы.

Основной задачей  информатики является систематизация приемов и методов работы  с аппаратными и программными средствами вычислительной техники. Цель систематизации состоит в выделении, внедрении и развитии передовых, наиболее эффективных технологий, в автоматизации этапов работы с данными, а также в методическом  обеспечении новых технологических исследований.

Информатика — практическая наука. Ее достижения должны проходить подтверждение  практикой и приниматься в  тех случаях, когда они соответствуют  критерию  повышения эффективности. В составе основной задачи информатики сегодня можно выделить следующие направления для практических приложений:

• архитектура вычислительных систем (приемы и методы построения систем,  предназначенных для автоматической обработки данных);

• интерфейсы вычислительных систем (приемы и методы управления аппаратным  и программным обеспечением);

• программирование (приемы, методы и  средства разработки компьютерных  программ);

• преобразование данных (приемы и  методы преобразования структур данных);

• защита информации (обобщение приемов, разработка методов и средств  защиты  данных);

• автоматизация (функционирование программно-аппаратных средств без участия  человека);

• стандартизация (обеспечение совместимости  между аппаратными и программными средствами, а также между форматами представления данных, относящихся к различным типам вычислительных систем).

На всех этапах технического обеспечения  информационных процессов для информатики  ключевым понятием является эффективность. Для аппаратных средств  под эффективностью понимают отношение производительности оборудования к его  стоимости (с учетом стоимости эксплуатации и обслуживания). Для программного  обеспечения под эффективностью понимают производительность лиц, работающих  с ними (пользователей). В программировании под эффективностью понимают  объем Программного кода, создаваемого программистами в единицу времени.

В информатике все жестко ориентировано  на эффективность. Вопрос, как сделать ту  или иную операцию, для информатики является важным, но не основным. Основным  же является вопрос, кок сделать данную операцию эффективно.

Истоки и предпосылки  информатики

Слово информатика происходит от французского слова Informatique, образованного в результате объединения терминов Information (информация) и Automatique  (автоматика), что выражает ее суть как науки об автоматической обработке информации. Кроме Франции термин информатика используется в ряде стран Восточной  Европы. В то же время, в большинстве стран Западной Европы и США используется  другой термин — Computer Science (наука о средствах вычислительной техники).

В качестве источников информатики  обычно называют две науки—документалистику  и кибернетику. Документалистика сформировалась в конце XIX века в связи с бурным развитием производственных отношений. Ее расцвет пришелся на 20-30-е годы  XX века, а основным предметом стало изучение рациональных средств и методов повышения эффективности документооборота.

Основы, близкой к информатике  технической науки кибернетики были заложены  трудами по математической логике американского математика Норберта Винера,  опубликованными в 1948 году, а само название происходит от греческого слова  (kyberneticos — искусный в управлении).

Впервые термин кибернетика ввел французский физик Андре Мари Ампер в первой  половине XIX веке. Он занимался разработкой единой системы классификации всех наук и обозначил этим термином гипотетическую науку об управлении, которой в то время не существовало, но которая, по его мнению, должна была существовать.

Сегодня предметом кибернетики являются принципы построения и функционирования систем автоматического управления, а основными задачами — методы моделирования процесса принятия решений техническими средствами, связь между психологией человека и математической логикой, связь между информационным процессом отдельного индивидуума и информационными процессами в обществе, разработка  принципов и методов искусственного интеллекта. На практике кибернетика во  многих случаях опирается на те же программные и аппаратные средства вычисли-  тельной техники, что и информатика, а информатика, в свою очередь, заимствует у  кибернетики математическую и логическую базу для развития этих средств.

Подведение итогов

Все процессы в природе сопровождаются сигналами. Зарегистрированные сигналы  образуют данные. Данные преобразуются; транспортируются и потребляются с  помощью методов. При взаимодействии данных и адекватных им методов образуется информация. Информация — это динамический объект, образующийся в ходе  информационного процесса. Он отражает диалектическую связь между объективными данными и субъективными методами. Свойства информации зависят как от  свойств данных, так и от свойств методов.

Данные различаются типами, что связано с различиями в физической природе  сигналов, при регистрации которых образовались данные. В качестве средства хранения и транспортировки данных используются носители данных. Для удобства  операций с данными их структурируют. Наиболее широко используются следующие структуры: линейная, табличная и иерархическая — они различаются методом  адресации к данным. При сохранении данных образуются данные нового типа —  адресные данные.

Вопросами систематизации приемов  и методов создания, хранения, воспроизведения,  обработки и передачи данных средствами вычислительной техники занимается  техническая наука — информатика. С целью унификации приемов и методов работы  с данными в вычислительной технике применяется универсальная система кодирования данных, называемая двоичным кодом. Элементарной единицей представления  данных в двоичном коде является двоичный разряд (бит). Другой, более крупной  единицей представления данных является байт.

Основной единицей хранения данных является файл. Файл представляет собой  последовательность байтов, имеющую собственное имя. Совокупность файлов образует файловую структуру, которая, как правило, относится к иерархическому типу.  Полный адрес файла в файловой структуре является уникальным и включает в себя  собственное имя файла и путь доступа к нему.

Вопросы для самоконтроля

1. Как вы можете объяснить бытовой термин «переизбыток информации»? Что имеется в виду: излишняя полнота данных; излишняя сложность методов; неадекватность поступающих данных и методов, имеющихся в наличии?

2. Как вы понимаете термин  «средство массовой информации»?  Что это? Средство  массовой поставки данных? Средство, обеспечивающее массовое распространение методов? Средство, обеспечивающее процесс информирования путем поставки данных гражданам, обладающим адекватными методами их потребления?

3. Как вы полагаете, являются  ли данные товаром? Могут ли методы быть товаром?

4. На примере коммерческих структур, обеспечивающих коммуникационные  услуги, покажите, как взаимодействуют  между собой маркетинг данных  и маркетинг методов? Можете  ли вы привести примеры лизинга  данных и методов?

5. Как вы понимаете диалектическое  единство данных и методов?  Можете ли вы  привести примеры  аналогичного единства двух понятий  из других научных  дисциплин:  естественных, социальных, технических?

6. Как вы понимаете динамический  характер информации? Что происходит с ней по окончании информационного процесса?

7. Можем ли мы утверждать, что  данные, полученные в результате  информационного процесса, адекватны  исходным? Почему? От каких свойств  исходных  данных и методов  зависит адекватность результирующих данных?

8. Что такое вектор данных? Является  ли список номеров телефонов  населенного  пункта вектором  данных? Является ли вектором  данных текстовый документ,  закодированный  двоичным кодом, если он не  содержит элементов оформления?

9. Является ли цифровой код цветного фотоснимка вектором данных? Если нет,  то чего ему не хватает?

10. Как вы понимаете следующие  термины: аппаратно-программный  интерфейс,  программный интерфейс,  аппаратный интерфейс? Как бы  вы назвали специ-  альность  людей, разрабатывающих аппаратные интерфейсы? Как называется  специальность людей, разрабатывающих программные интерфейсы?

11. На основе личных наблюдений  сделайте вывод о том, какими  средствами может  пользоваться  преподаватель для обеспечения  интерфейса с аудиторией. Можете  ли вы рассмотреть отдельно методические и технические средства, имеющиеся в  его распоряжении? Может ли преподаватель рассматривать вашу тетрадь и авто-  ручку как свое средство обеспечения интерфейса? Если да, то в какой мере?