Краткое содержание: Параграф § 1.3 / Информатика 7 класс

Знаки и знаковые системы

Информация, которую человек получает из опыта, наблюдений или размышлений, должна быть зафиксирована в материальной форме для её сохранения и передачи другому человеку. На протяжении всей своей истории человечество использовало различные знаки для хранения и передачи информации.

Знак представляет собой заменитель объекта, который может быть предметом, явлением, действием, свойством или отношением. Набор знаков, или знаковая система, позволяет передающему вызвать в сознании принимающего информацию образ объекта.

Знак — это явное или неявное соглашение о приписывании некоторому чувственно воспринимаемому объекту определённого смысла. Соглашение является явным, если форма знака позволяет догадаться о его смысле; в этом случае знаки называются пиктограммами (Рис. 1.3). Если связь между формой и значением знака устанавливается по договорённости (неявное соглашение), то такие знаки называются символами (Рис. 1.4).

Если соглашения о связи формы и значения знаков неизвестны, невозможно выяснить смысл сообщений, представленных такими знаками. Примером знаковой системы, используемой человеком для выражения своих мыслей, является язык.

Язык как знаковая система

Общение между людьми может происходить в устной или письменной форме с использованием соответствующих звуковых или зрительных знаков. Сначала у человека появилась речь, затем письменность — знаковая система фиксации мыслей и речи, позволяющая с помощью начертательных элементов закреплять информацию во времени и передавать на расстояние.

Устная речь состоит из звуковых знаков, которые называются фонемами. Из фонем складываются слоги, из слогов — слова, из слов — фразы. На письме каждая фонема обозначается отдельной буквой или сочетанием букв. Такая письменность называется буквенно-звуковой. Кроме неё, существует слоговое и идеографическое письмо.

• Слоговое письмо (например, в Японии) отдельным значком обозначает каждый слог.
• В Китае отдельные значки (иероглифы) используются для обозначения слов; такой способ письма называется идеографическим.

Естественные и формальные языки

Языки, используемые для общения людей, называются естественными языками. Их насчитывается несколько тысяч. Самым массовым естественным языком является китайский. К числу самых распространённых в мире относится английский язык.

Естественные языки характеризуются:

• Широкой сферой применения: естественный язык известен всему национальному сообществу.
• Наличием большого количества правил: некоторые сформулированы явно (правила грамматики), другие — неявно (правила смысла и употребления).
• Гибкостью: естественный язык применим для описания любых тем, числа новых ситуаций.
• Открытостью: естественный язык позволяет говорящему порождать новые и при этом понятные для собеседника слова, а также использовать существующие слова в новых значениях.
• Динамичностью: естественный язык быстро приспосабливается к многообразным потребностям межличностного взаимодействия людей.

Развитие науки и техники повлекло создание формальных языков, применяемых специалистами в профессиональной деятельности. При этом многие формальные языки имеют международное употребление.

Формальный язык — это такой язык, в котором одинаковые сочетания знаков всегда имеют одинаковый смысл. К формальным языкам относятся:

• системы математических, химических символов;
• нотная грамота;
• азбука Морзе;
• десятичная система счисления, позволяющая именовать и записывать числа, а также выполнять над ними арифметические операции.

К формальным языкам относятся и языки программирования.

Особенность формальных языков заключается в том, что все правила в них задаются в явной форме, это обеспечивает однозначность записи и восприятия сообщений на этих языках.

Формы представления информации

Одна и та же информация может быть выражена разными способами. Человек может представить информацию в знаковой или образной форме (Рис. 1.5). Знаковая форма подразделяется на информацию на естественном языке и информацию на формальном языке. Образная форма включает изображение и звук.

Дискретная и непрерывная форма представления информации

Представление информации с помощью некоторой знаковой системы называется дискретным (составлено из отдельных значений). Образное представление информации называется непрерывным.

Для решения своих задач человеку часто приходится преобразовывать имеющуюся информацию из одной формы представления в другую. Например, при чтении вслух происходит преобразование информации из дискретной (текстовой) формы в непрерывную (звук). Во время диктанта, наоборот, происходит преобразование информации из непрерывной формы (голос учителя) в дискретную (записи учеников).

Информацию, представленную в дискретной форме, удобно передавать, хранить или обрабатывать с помощью компьютерной техники. Поэтому большое внимание уделяется методам преобразования информации из непрерывной формы в дискретную.

Описание непрерывного процесса в дискретной форме

На метеорологических станциях используются самопишущие приборы для непрерывной записи атмосферного давления. Результатом их работы являются барограммы — кривые, показывающие, как изменялось давление в течение длительных промежутков времени. Одна из таких кривых, вычерченная прибором в течение семи часов наблюдений, показана на рис. 1.6.

На основании полученной информации можно построить таблицу, содержащую показания прибора в начале измерений и на конец каждого часа наблюдений (Таблица 1.1). Полученная таблица не даёт совсем полную картину того, как изменялось давление за время наблюдений (например, не указано самое большое значение давления, имевшее место в течение четвёртого часа наблюдений). Чтобы получить более полное представление о том, как изменялось давление, необходимо занести в таблицу значения давления, наблюдаемые каждые полчаса или 15 минут.

Таким образом, информация, представленная в непрерывной форме (барограмме, кривой), преобразуется в дискретную форму (таблицу с числами) с некоторой потерей точности.