Урок №1 Тема Вещественно-энергетическая и информационная картины мира. Основные понятия и задачи теории информации

УРОК №1-2.

Тема

Вещественно-энергетическая и информационная картины мира. Основные понятия и задачи теории информации.

Виды информационных процессов.

Единство информационных процессов.

Цели урока: сформировать у учащихся представление о вещественно-энергетической и информационной картине мира, объяснить основные понятия и задачи информатики и раздела теории информации, показать многообразие и единство информационных процессов их значения в жизни человека.

Задачи урока:

образовательные:

  • изучение основных понятий и задач теории информации;

  • систематизация представлений об вещественно-энергетической и информационной картине мира;

  • сформировать у учащихся представление о единой картине мира, единстве информационных процессов.

развивающие: развитие способности логически рассуждать, развитие абстрактного мышления.

воспитательные: сформировать у учащихся готовность к информационно-учебной деятельности.

Материалы и оборудование к уроку: презентация, опорный конспект.

Тип урока:урок объяснения нового материала.

Форма проведения урока: рассказ,беседа.

План урока:

  1. Новый материал.

  2. Домашнее задание.

Ход урока:

  1. Новый материал. Беседа-лекция. (В процессе беседы учащиеся заполняют опорный конспект)

1. Вещественно-энергетическая картина мира.

Мы живем в макромире, т.е. в мире, который состоит из объектов, по своим размерам сравнимых с человеком. Обычно макрообъекты разделяют на неживые (здания, средства транспорта, мебель, одежда, станки и механизмы и т.д.) и живые (сам человек, животные, растения и т.д.).

Макрообъекты состоят из молекул и атомов, которые, в свою очередь, состоят из элементарных частиц, размеры которых чрезвычайно малы. Этот мир называется микромиром.

Мы живем на планете Земля, которая входит в солнечную систему. Солнце вместе с миллионами других звезд образует нашу галактику - Млечный путь, а миллионы галактик образуют Вселенную. Все эти объекты имеют громадные размеры и образуют мегамир. Все многообразие этих объектов состоит из вещества.

Согласно физической теории "Большого взрыва" наша Вселенная образовалась в результате взрыва сгустка "перво-материи" около 20 миллиардов лет назад. Тогда материя существовала фактически в форме энергии. Затем на протяжении долей секунды начало образовываться вещество в форме элементарных частиц. Постепенно структура вещества стала усложняться, элементарные частицы стали образовывать атомы, а атомы - молекулы. Атомы и молекулы за счет сил гравитационного притяжения образовали сложные структуры мегамира (галактики, звезды, планеты).

Окружающий мир можно представить в виде иерархического ряда объектов: элементарных частиц, атомов, молекул, макротел, звезд, галактик и т.д. При этом на уровне молекул и макротел в этом иерархическом ряду образуется ответвление - другой ряд, связанный с живой природой, человеком, обществом и техникой.

Поднятое над поверхностью земли тело обладает механической энергией, нагретый чайник - тепловой, заряженный проводник - электрической, ядра атома - атомной.

Механическая энергия падающей воды вращает турбины гидроэлектростанций, тепловая энергия превращается в электрическую на тепловых электростанциях, атомная в электрическую - на атомных станциях. Электрическая энергия передается по проводам и с помощью электродвигателей превращается в механическую энергию (движение поездов, лифтов и т.д.).

Вещественно-энергетическая картина мира начала складываться еще в античной философии, а с XVIII века формировалась в основном в рамках физической науки и химии. С середины XX века все большее внимание стало уделяться исследованию строения и функционирования сложных систем (биологических, социальных и технических) в рамках биологии и других наук. Однако не все особенности таких систем оказалось возможным объяснить в рамках традиционного вещественно-энергетического подхода.

2. Информационная картина мира.

Строение и функционирование сложных систем различной природы (биологических, социальных, технических) оказалось невозможным объяснить, не рассматривая общих закономерностей информационных процессов. К концу XX века стала складываться, сначала в рамках кибернетики и биологии, а затем информатики, информационная картина мира. Информационная картина мира рассматривает окружающий мир под особым, информационным углом зрения, при этом она не противопоставляется вещественно-энергетической картине мира, но дополняет и развивает ее.

Информация в природе. Второе начало термодинамики, один из основных законов классической физики, утверждает, что если какую-либо систему "предоставить самой себе" и убрать все внешние воздействия (такую систему называют "закрытой"), то эта система стремится к состоянию термодинамического равновесия. Составляющие ее элементы "перемешиваются", разрушается их структура и наступает полный беспорядок - хаос. Энтропия системы, которая является мерой беспорядка, возрастает, а информация (антиэнтропия), которая является мерой упорядоченности, уменьшается. В соответствии с такой точкой зрения нашу Вселенную ждет "тепловая смерть", т.е. прекращение каких-либо изменений и развития.

Однако, по крайней мере, на нашей планете многое происходит наоборот: идет саморазвитие, эволюция живой природы, т.е. повышение сложности и разнообразия живых систем. Жизнь является системой открытой, многообразными путями в нее поступают и вещество, и энергия, и информация. Потребляя энергию солнечного излучения в процессе фотосинтеза, растения строят сложные биологические молекулы из простых неорганических, далее животные, поедающие растения и друг друга, создают все более сложные живые структуры и т.д.

Таким образом, энтропия в живой природе уменьшается, а информация (антиэнтропия) - увеличивается.

Получение и преобразование информации является условием жизнедеятельности любого организма. Даже простейшие одноклеточные организмы постоянно воспринимают и используют информацию, например, о температуре и химическом составе среды для выбора наиболее благоприятных условий существования. Биологи образно говорят, что "живое питается информацией", создавая, накапливая и активно используя ее.

Генетическая информация. Любой живой организм, в том числе человек, является носителем генетической информации, которая передается по наследству. Генетическая информация хранится в каждой клетке организма в молекулах ДНК, которые состоят из отдельных участков (генов). Каждый ген "отвечает" за определенные особенности строения и функционирования организма и определяют как его возможности, так и предрасположенность к различным наследственным болезням.

Чем сложнее и высокоорганизованнее организм, тем большее количество генов содержится в молекуле ДНК. Работы по расшифровке генома человека, который содержит более 20 тысяч различных генов, проводились с использованием компьютерных технологий и были в основном закончены в 2000 году.

Человек и информация. Человек живет в мире информации. Человек воспринимает окружающий мир (получает информацию) с помощью органов чувств. Наибольшее количество информации (около 90%) человек получает с помощью зрения, около 9% - с помощью слуха и только 1% с помощью других органов чувств (обоняния, осязания и вкуса). Полученная человеком информация в форме зрительных, слуховых и других образов хранится в его памяти.

Человеческое мышление можно рассматривать как процессы обработки информации в мозгу человека. На основе информации, полученной с помощью органов чувств, и теоретических знаний, полученных в процессе обучения, человек создает информационные модели окружающего мира. Такие модели позволяют человеку ориентироваться в окружающем мире и принимать правильные решения для достижения поставленных целей.

  1. Информационные процессы.

Процессы, связанные с получением, хранением, обработкой и передачей информации, называютсяинформационными процессами.

Из истории.

Если обратиться в далекое прошлое, то жалобы на обилие информации обнаруживаются тысячелетия назад.

Пример. На глиняной дощечке (шумерское письмо IV тысячеле­тия до нашей эры) начертано: «Настали тяжелые време­на. Дети перестали слушаться родителей, и каждый но­ровит написать книгу».

Особенно модным стало жаловаться на непереносимость информационного бремени с XVII века. В XX веке заговори­ли ни более ни менее, как об информационной катастрофе. Информационный кризис — это возрастающее противоречие между объемом накапливаемой в обществе информации и ограниченными возможностями ее переработки отдельно взя­той личностью. По оценкам специалистов в настоящее время количество информации, циркулирующей в обществе, удваи­вается примерно каждые 8-12 лет. Появилась уверенность в том, что для того, чтобы справиться с такой лавиной инфор­мации, недостаточно возможностей человеческого организма. Для этого нужны специальные средства и методы обработки информации, ее хранения и использования. Сформировались новые научные дисциплины — информатика, кибернетика, бионика, робототехника и др., имеющие своей целью изуче­ние закономерностей информационных процессов, то есть процессов, цель которых — получить, передать, сохранить, обработать или использовать информацию.

В наиболее общем виде информационный процесс (ИП) определяется как совокупность последовательных действий (операций), производимых над информацией (в виде дан­ных, сведений, фактов, идей, гипотез, теорий и пр.) для по­лучения какого-либо результата (достижения цели).

Информация не существует сама по себе, она проявляется в информационных процессах.

Информационные процессы всегда протекают в каких-ли­бо системах.

Информационные процессы могут быть целенаправлен­ными или стихийными,организованными или хаотичными, детерминированными или вероятностными, но какую бы мы ни рассматривали систему, в ней всегда присутствуют ин­формационные процессы, и какой бы информационный про­цесс мы ни рассматривали, он всегда реализуется в рамках какой-либо системы — биологической, социальной, техни­ческой, социотехнической.

Пример. «Танец» пчел — процесс передачи информации от пчел-разведчиков пчелам-сборщикам меда. Обучение в школе — это процесс передачи информации, накопленной предыдущими поколениями людей, подрас­тающему поколению.

Электронная почта (как совокупность соответствующих аппаратных средств и программ) предназначена для обес­печения передачи информации между компьютерами.

В зависимости от того, какого рода информация является предметом информационного процесса и кто является его субъектом (техническое устройство, человек, коллектив, об­щество в целом), можно говорить о глобальных информаци­онных процессах, или макропроцесссах, и локальных ин­формационных процессах, или микропроцессах.

Схема взаимосвязи информационных процессов показана на рис., где линиями без стрелок показаны включения одних процессов в другие (нижних на схеме в верхние), а линиями со стрелками — последовательность выполнения процессов.

Схема взаимосвязи информационных процессов

Пример. Процесс познания, распространение информации посред­ством СМИ, информационные войны, организация ар­хивного хранения информации — глобальные ИП. Сравнение данных, двоичное кодирование текста, запись порции информации на носитель — локальные ИП.

Наиболее общими информационными процессами явля­ются три процесса: сбор, преобразование, использование информации.

Каждый из этих процессов распадается, в свою очередь, на ряд процессов, причем некоторые из последних могут входить в каждый из выделенных обобщенных процессов.

Так, сбор информации состоит из процессов поиска и от­бора. В свою очередь поиск информации осуществляется в результате выполнения процедур целеполагания и использо­вания конкретных методов поиска.

Методы поиска бывают «ручные» или автоматизирован­ные. Они включают в себя такие процедуры, как формирова­ние поискового образа (в явном или неявном виде), про­смотр поступающей информации с целью сравнения её с поисковым образом. Отбор информации производится на основе ее анализа и оценки ее свойств (объективность, достоверность, актуаль­ность и пр.) в соответствии с выбранным критерием оценки. Отобранная информация сохраняется.

Хранение информации — это распространение её во вре­мени. Хранение информации невозможно без выполнения процессов кодирования, формализации, структурирова­ния, размещения, относящихся к общему процессу преобра­зования информации.

В то же время кодирование, формализацию, структуриро­ваниеможно вполне обоснованно отнести к процессам обра­боткиинформации. Наряду с вышеперечисленными к про­цессам обработки информации относятся также информаци­онное моделирование, вычисления по формулам (численные расчеты), обобщение, систематизация, классификация, кла­стеризация, схематизация и т. п.

  1. Приказ № от 20 г. Директор Ф. И. О. М. П. Рабочая учебная программа по информатике и икт класс: 10 11 (информационно-технологический профиль)

    Рабочая учебная программа
    Рабочая программа учебного предмета «Информатика и ИКТ» составлена на основе федерального компонента государственного образовательного стандарта среднего (полного) общего образования (2004 г) по информатике и ИКТ (профильный уровень),
  2. Приказ №317 от «01» 09 2010г. Директор Конотоп Т. М. м п. Рабочая учебная программа по информатике и икт(профильный уровень) Класс

    Рабочая учебная программа
    освоение и систематизация знаний, относящихся к математическим объектам информатики; построению описаний объектов и процессов, позволяющих осуществлять их компьютерное моделирование; к средствам моделирования; к информационным процессам в биологических,
  3. Уроки алгебры 7-8 класс

    Урок
    Живая физика 19. Уроки физики 9 класс 1 0. Уроки физики 7-8 1 1. Уроки физики 10 класс 1 . Уроки физики 11 класс 1 МХК 3. Художественная энциклопедия зарубежного классического искусства 4.
  4. Том числе компьютерного. Информационные процессы: хранение, передача и обработка информации. Дискретная форма представления информации. Единицы измерения информации. Управление, обратная связь. Основные этапы развития средств информационных технологий. Передача информации

    Документ
  5. Рабочая учебная программа по предмету «информатика и икт» для 10-11

    Рабочая учебная программа
    Освоение и систематизация знаний, отражающих вклад информатики в формирование современной научной картины мира; знаний, относящихся к математическим объектам информатики; построению описаний объектов и процессов,
  6. Рабочая программа курса «Информатика и информационно-коммуникационные технологии» общеобразовательный курс (базовый уровень)

    Рабочая программа курса
    Основными нормативными документами, определяющим содержание данного учебного курса, является «Стандарт среднего (полного) общего образования по Информатике и ИКТ.
  7. Основная образовательная программа высшего профессионального образования Направление подготовки (34)

    Основная образовательная программа
    - способен понимать значение культуры как формы человеческого существования и руководствоваться в своей деятельности современными принципами толерантности,
  8. Учебное пособие Минск 2009

    Учебное пособие
  9. Тематическое планирование учебного материала

    Тематическое планирование
    составлено в соответствии с Региональной программой курса «Основы информатики и вычислительной техники» и обязательным минимумом содержания среднего (полного) общего образования

Другие похожие документы..