Информация в материальном мире

Содержание:

Введение

Любой процесс в материальном мире несет в себе какую-либо информацию. Научившись обрабатывать, анализировать информацию, можно понять, предсказывать и даже управлять многими процессами. Этим обусловлена актуальность темы данной работы.

Целью данной работы является изучение понятия информации в материальном мире. Для этого необходимо выполнить следующие основные задачи:

• Изучить историю понятия «Информация»
• Изучить свойства и виды информации
• Изучить значение информации в материальном мире
• Изучить значение информации применительно к программированию

Объектом исследования в данной работе является информация, предметом – значение информации в материальном мире.

Основной метод исследования в данной работе – анализ литературы по заданной теме.

Структура работы включает:

Содержание

Введение

Заключение

Список литературы

• Титульный лист
• Основную часть

1. История понятия «Информация»

Этимология слова информация ведет нас к древнегреческим временам. Слово μορφή (morphe) означало форму (идеи, мысли), а слово εἶδος (eidos) означало идею, хорошее, обрамляющее. Именно в этих значениях эти слова использовались в трудах Платона, а затем Аристотеля, под названием «Теория форм». Позже в латинском языке возникло слово in-formatio, означающее формирование, формирование мысли, а также наставление. Далее, уже на европейских языках - английском, французском - слово «информация» стало более четким обозначением сообщения, сведений; оно не имело другого значения и до двадцатого века не входило в число часто используемых слов. Согласно этимологическому словарю Семенова, в русском языке слово распространилось в эпоху Петра I. Оно пришло из польского языка, который, в свою очередь, заимствовал его из латинского, со значением «сведения о ком или чем-либо» [1].

Понятие идеи использовалось со времен Платона для обозначения реальности, а также идеала, созданного идеей. Платон породил особое направление в философии под названием идеализм. Философы-идеалисты использовали это слово для обозначения идеи, которую имел в виду Платон, и со временем и с развитием философии слово идея стало обозначать информацию, сообщения, полученные с помощью некоторой нематериальной субстанции - духа. В том же значении «дух» использовали английский философ-епископ Джордж Беркли и немецкий философ-идеалист Иммануил Кант [2], они не использовали слово «информация».

Впервые слово «информация», в дополнение к обычному первоначальному значению: сведения, сообщения, получило несколько иное значение, а именно статистические данные, от английского математика и биолога Рональда Фишера во время разработки методов математической статистики (1921). А американский ученый-электрик Ральф Хартли представил концепцию информации как математическую переменную и первым попытался определить «меру информации», введя в 1928 году логарифмическую меру информации, которая называется количество информации Хартли.

Хартли разработал концепцию информации, основанную на «физической оппозиции психологическим соображениям» для изучения электрических коммуникаций. Он рассматривал информацию как средство связи между передатчиком и приемником информации по электрическим проводам. Работа Хартли положила начало теории информации, которая получила свое основное заключение в работе Клода Шеннона в конце сороковых годов XX века.

Клод Шеннон суммировал идеи Хартли и представил концепцию информации как меры, которая устраняет неопределенность в приемнике информации. Сначала он начал рассматривать передаваемую информацию и шум в каналах связи с точки зрения статистики, рассматривая как конечные, так и непрерывные наборы сообщений. Теория информации, разработанная Шенноном, помогла решить проблемы, связанные с передачей сообщений, а именно: устранить избыточность передаваемых сообщений, кодировать и передавать сообщения по каналам связи с помехами. Клод Шеннон дал следующее определение информации: «Сигнал, коммуникация и связь, в процессе которой устраняется неопределённость».

Примерно в те же годы математик Норберт Винер пришел к выводу, что информация - это инструмент, который делает поведение живых организмов и электронных компьютеров сходным. Он опубликовал в 1948 г. книгу «Кибернетика, или управление и связь в животном и в машине», в которой он дал несколько принципиально новых определений понятия информации, которые стали отправной точкой для изучения информации как самостоятельного физического явления.

Вот эти определения:

• «Информация - это обозначение содержания, которое мы получаем от внешнего мира в процессе адаптации нас и наших чувств к нему».

• «Информация - это то, что управляет».

• «Информация не материя и не энергия».

Винер, по сути, осуществил объединение различных концепций, существующих в философии, физике, коммуникации, биологии и компьютерных технологиях, в одну общую концепцию - информацию. После этого информация стала общенаучным термином, охватывающим все частные понятия в определенных отраслях знаний. В то же время начались попытки дать самому понятию информации свое собственное определение, которое оказалось бы для него основополагающим и было бы своего рода базовым определением для всех его конкретных синонимов.

Вслед за Винером философы и ученые стали давать другие определения информации: «Отрицание энтропии». - Леон Николя - французский и американский физик, основатель современной физики твердого тела. «Передача разнообразия». - Уильям Росс Эшби (William Ross Ashby) - английский психиатр, специалист по кибернетике, пионер в изучении сложных систем. «Вероятность выбора». - Акива Моисеевич Яглом, советский и американский физик, математик; доктор физико-математических наук.

Академик Виктор Михайлович Глушков дал очень значимое определение:: «Информация - это совокупность сведений, которые циркулируют в природе и обществе, в том числе и в созданных человеком технических системах. … мерой информации является степень неопределенности или неоднородности в распределении энергии или вещества в пространстве и во времени. Информация и существует постольку, поскольку существуют сами материальные тела и созданные ими неоднородности. Ведь всякая неоднородность, по сути дела, несет в себе какую-то информацию» [3].

Наряду с вышеприведенными определениями были и те, кто неверно истолковал информацию. Например, доктор медицинских наук Урсул А.Д. в области компьютерных наук и кибернетики дал следующее определение: «Информация - это свойства материальных объектов, полученные в результате процесса отражения [4]. В своей работе А. Д. Урсул опирался на работу В. И. Ленина "Материализм и эмпириокритицизм" и Теорию отражения, представленную в этой книге. Сторонники этой точки зрения, в отличие от мнения В.М. Глушкова считают, что информация возникает в момент взаимодействия одного материального объекта, первичного источника информации, с другим материальным объектом, в котором формируется отражение свойств первого объекта. Наличие исходного источника (первый объект) и носителя информации (второй объект) является обязательным условием для появления информации. В связи с этим до сих пор существует такое определение информации: «Информация - это отражение одного объекта в другом».

Такое понимание было закреплено за информацией в советское время и остается в русской философии до сих пор. Об этом свидетельствует, например, заявление доктора технических наук К.К. Колина: «Философия информации в России развивается уже более 40 лет. Здесь, прежде всего, следует отметить фундаментальные исследования этой проблемы, которые были проведены академиком А.Д. Урсулом. Его монографии, опубликованные более 30 лет назад, являются классическими работами в этой области и хорошо известны специалистам. Они остаются актуальными и сегодня, когда философские проблемы информатики и информатики все активнее обсуждаются на страницах научных журналов и конференций» [5].

И далее в той же работе: «По мнению многих авторитетных исследователей, информация является одним из наиболее значительных и в то же время загадочных явлений окружающего нас мира. Попытки понять суть этого явления предпринимались многими учеными в течение нескольких десятилетий, начиная с середины 20-го века. Тем не менее, общепринятое понимание концептуальной природы информации в научном сообществе еще не выработано». То же самое сказано в сравнительно недавней работе, в 2009 году. «Сложность определения понятия информации, связанная с его неоднозначностью» [6], академика Российской академии естественных наук, АИО Владимира Романенко и профессора Галина Никитиной.

АД. Урсул опирался, как уже было сказано, на ленинскую работу «Материализм и эмпириокритицизм», которая отвергает «всякий дуализм и кантианство». Те. фактически было отвергнуто, что неживые материальные объекты являются первичными источниками информации, как В.М. Глушков и живые организмы, воспринимая эту информацию, могут адекватно реагировать на нее.

Поскольку информация участвует в качестве контролирующего средства во всех процессах, происходящих в мире, она, информация, является фундаментальным и универсальным свойством нашей вселенной. Наиболее распространенной информационной характеристикой мира является разнообразие и разнообразие. Следовательно, наиболее распространенным, философским и абстрактным определением информации является разнообразие [7]. Понятие - разнообразие - охватывает любые конкретные информационные понятия, будь то просто информация и любые описания, будь то идеи и мысли в голове человека. Разнообразие охватывает информацию, описания, коды, алфавиты и программы, изобразительное искусство и музыку. Одним словом - все, что существует в мире и даже в воображении. В отличие от универсального разнообразия и разнообразия, информация - это конкретно выбранное разнообразие, иными словами, определенное разнообразие. В этой конкретизации существует различие между информационным разнообразием и универсальным разнообразием. В этом заключается единство всех его возможных частных определений, представляющих различные проявления информации.

Что касается современного понятия информации, толковый словарь русского языка Ожегова приводит два определения:

• Сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, воспринимаемые человеком или специальным устройством. 

• Сообщения, осведомляющие о положении дел, о состоянии чего- нибудь. (Научно-техническая и газетная информации, средства мас- совой информации – печать, радио, телевидение, кино) [8].

Таким образом, мы выяснили, что история понятия «Информация» имеет долгую историю развития. Наибольшее развитие понятие получило в XX веке с активным развитием информационных технологий.

2. Виды, свойства и характеристики информации

2.1. Определение понятия «Информация»

В литературе можно найти достаточно много определений термина информация, отражающих различные подходы к толкованию этого понятия.

В Федеральном законе Российской Федерации «Об информации, информатизации и защите информации» [9] дается следующее определение этого термина: «информация – сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах независимо от формы их представления».

В информатике наиболее часто используется следующее определение этого термина:

Информация – это осознанные сведения об окружающем мире, которые являются объектом хранения, преобразования, передачи и использования. Сведения – это знания, выраженные в сигналах, сообщениях, известиях, уведомлениях и т.д.

Информация и ее свойства являются объектом исследования целого ряда научных дисциплин, таких как теория информации (математическая теория систем передачи информации), кибернетика (наука о связи и управлении в машинах и животных, а также в обществе и человеческих существах), семиотика (наука о знаках и знаковых системах), теория массовой коммуникации (исследование средств массовой информации и их влияния на общество), информатика, соционика (теория информационного метаболизма индивидуальной и социальной психики), информодинамика (наука об открытых информационных системах), информациология (наука о получении, сохранении и передаче информации для различных множеств объектов) и т.д.

Каждого человека в мире окружает море информации различных видов. Стремление зафиксировать, сохранить надолго свое восприятие информации было всегда свойственно человеку. Мозг человека хранит множество информации, и использует для хранения ее свои способы, основа которых – двоичный код, как и у компьютеров. Человек всегда стремился иметь возможность поделиться своей информацией с другими людьми и найти надежные средства для ее передачи и долговременного хранения. Для этого в настоящее время изобретено множество способов хранения информации на внешних (относительно мозга человека) носителях и ее передачи на огромные расстояния [10].

2.2. Виды информации

Основные виды информации по ее форме представления, способам ее кодирования и хранения, что имеет наибольшее значение для информатики, это:

• графическая или изобразительная – первый вид, для которого был реализован способ хранения информации об окружающем мире в виде наскальных рисунков, а позднее в виде картин, фотографий, схем, чертежей на бумаге, холсте, мраморе и др. материалах, изображающих картины реального мира;
• звуковая – мир вокруг нас полон звуков и задача их хранения и тиражирования была решена с изобретение звукозаписывающих устройств в 1877 г; ее разновидностью является музыкальная информация – для этого вида был изобретен способ кодирования с использованием специальных символов, что делает возможным хранение ее аналогично графической информации;
• текстовая – способ кодирования речи человека специальными символами – буквами, причем разные народы имеют разные языки и используют различные наборы букв для отображения речи; особенно большое значение этот способ приобрел после изобретения бумаги и книгопечатания;
• числовая – количественная мера объектов и их свойств в окружающем мире; особенно большое значение приобрела с развитием торговли, экономики и денежного обмена; аналогично текстовой информации для ее отображения используется метод кодирования специальными символами – цифрами, причем системы кодирования (счисления) могут быть разными;
• видеоинформация – способ сохранения движущихся картин окружающего мира, появившийся с изобретением кино.

Существуют также виды информации, для которых до сих пор не изобретено способов их кодирования и хранения – это тактильная информация, передаваемая ощущениями, органолептическая, передаваемая запахами и вкусами и другие виды, для которых современная наука даже не нашла признанных всеми терминов определения (например, экстрасенсорная информация). Для передачи информации на большие расстояния первоначально использовались кодированные световые сигналы, с изобретением электричества – передача закодированного определенным образом сигнала по проводам, позднее – с использованием радиоволн. Создателем общей теории информации и основоположником цифровой связи считается Клод Шеннон (Claude Shannon). Всемирную известность ему принес фундаментальный труд 1948 года – «Математическая теория связи» (A Mathematical Theory of Communication), в котором впервые обосновывается возможность применения двоичного кода для передачи информации. Хранение информации при использовании компьютеров осуществляется на магнитных дисках или лентах, на лазерных дисках (CD и DVD), специальных устройствах энергонезависимой памяти (флэш-память и пр.). Эти методы постоянно совершенствуются, изобретаются новые устройства и носители информации. Обработку информации (воспроизведение, преобразование, передача, запись на внешние носители) выполняет процессор компьютера. С помощью компьютера возможно создание и хранение новой информации любых видов, для чего служат специальные программы, используемые на компьютерах, и устройства ввода информации. Особым видом информации в настоящее время можно считать информацию, представленную в глобальной сети Интернет. Здесь используются особые приемы хранения, обработки, поиска и передачи распределенной информации больших объемов и особые способы работы с различными видами информации. Постоянно совершенствуется программное обеспечение ведущих разработчиков (например, Microsoft Corporation), обеспечивающее коллективную работу с корпоративной информацией всех видов [10].

2.3. Свойства информации

Как и всякий объект, информация обладает свойствами. Характерной отличительной особенность информации от других объектов природы и общества, является дуализм: на свойства информации влияют как свойства исходных данных, составляющих ее содержательную часть, так и свойства методов, фиксирующих эту информации. С точки зрения информатики наиболее важными представляются следующие общие качественные свойства: объективность, достоверность, полнота, точность, актуальность, полезность, ценность, своевременность, понятность, доступность, краткость и пр.

1. Объективность информации. Объективный – существующий вне и независимо от человеческого сознания. Информация – это отражение внешнего объективного мира. Информация объективна, если она не зависит от методов ее фиксации, чьего-либо мнения, суждения. Пример. Сообщение «На улице тепло» несет субъективную информацию, а сообщение «На улице 22 °С» – объективную, но с точностью, зависящей от погрешности средства измерения. Объективную информацию можно получить с помощью измерительных приборов. Отражаясь в сознании конкретного человека, информация перестает быть объективной, так как, преобразовывается (в большей или меньшей степени) в зависимости от мнения, суждения, опыта, знаний конкретного субъекта.
2. Достоверность информации. Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Объективная информация всегда достоверна, но достоверная информация может быть как объективной, так и субъективной. Достоверная информация помогает принять нам правильное решение. Недостоверной информация может быть по следующим причинам: – преднамеренное искажение (дезинформация) или непреднамеренное искажение субъективного свойства; – искажение в результате воздействия помех и недостаточно точных средств измерений.
3. Полнота информации. Информацию можно назвать полной, если ее достаточно для понимания и принятия решений. Неполная информация может привести к ошибочному выводу или решению.
4. Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления (погрешностью средства измерения).
5. Актуальность информации – важность для настоящего времени, злободневность, насущность. Иногда только вовремя полученная информация может быть полезна.
6. Полезность (ценность) информации. Полезность может быть оценена применительно к нуждам конкретных ее потребителей и оценивается по тем задачам, которые можно решить с ее помощью.

Самая ценная информация – объективная, достоверная, полная, и актуальная. При этом следует учитывать, что и необъективная, недостоверная информация (например, художественная литература), имеет большую значимость для человека.

Социальная (общественная) информация обладает еще и дополнительными свойствами:

• имеет семантический (смысловой) характер, т. е. понятийный, так как именно в понятиях обобщаются наиболее существенные признаки предметов, процессов и явлений окружающего мира.
• имеет языковую природу (кроме некоторых видов эстетической информации, например изобразительного искусства). Одно и то же содержание может быть выражено на разных естественных (разговорных) языках, записано в виде математических формул и т. д.

С течением времени количество информации растет, информация накапливается, происходит ее систематизация, оценка и обобщение. Это свойство назвали ростом и кумулированием информации. (Кумуляция – от лат; cumulatio – увеличение, скопление).

Старение информации заключается в уменьшении ее ценности с течением времени. Старит информацию появление новой информации, которая уточняет, дополняет или отвергает полностью или частично более раннюю. Научно-техническая информация стареет быстрее, эстетическая (произведения искусства) – медленнее.

Логичность, компактность, удобная форма представления облегчает понимание и усвоение информации [10].

2.4. Количественные характеристики информации

В технике (теория кодирования и передачи сообщений) под количеством информации понимают количество кодируемых, передаваемых или хранимых символов. При этом используют простой способ определения количества информации, который может быть назван объемным. Он основан на подсчете числа символов в сообщении, т. е. связано с его длиной и не учитывает содержания.

В вычислительной технике применяются две стандартные единицы измерения: бит (binary digit) и байт (byte).

Бит – минимальная единица измерения информации – величина, которая может принимать одно из двух значений (в математическом представлении 0 или 1).

Байт – единица количества информации в системе СИ. Байт - восьмиразрядный двоичный код, с помощью которого наиболее часто представляют один символ текста. Информационный объем сообщения (информационная емкость сообщения) – количество информации в сообщении измеренное в битах, байтах или производных единицах (Кбайтах, Мбайтах и т. д.).

1 килобайт (Кбайт) = 210 байт = 1024 байт,

1 мегабайт (Мбайт) = 210 Кбайт = 1024 Кбайт = 1048576 байт,

1 гигабайт (Гбайт) = 210 Мбайт = 1024 Мбайт = 1073741824 байт,

1 терабайт (Тбайт) = 210 Гбайт = 1024 Гбайт = 1099511627776 байт и т. д.

Измерение информации в теории информации (информация как снятая неопределенность).

В теории информации количеством информации называют числовую характеристику сигнала, не зависящую от его формы и содержания и характеризующую неопределенность, которая исчезает после получения сообщения в виде данного сигнала – в этом случае количество информации зависит от вероятности получения сообщения о том или ином событии. Оценка количества информации основывается на законах теории информации.

Клод Шеннон ввел понятие информационной энтропии – меры хаотичности информации, определяющей неопределѐнность появления какого-либо символа первичного алфавита. При отсутствии информационных потерь численно равна количеству информации на символ передаваемого сообщения.

Информационная энтропия для независимых случайных событий x с n возможными состояниями (от 1 до n) рассчитывается по формуле Шеннона:

,

где p(i) – вероятность i-го события.

Информация, в том числе графическая и звуковая, может быть представлена в аналоговой и дискретной форме. При аналоговом представлении информации физическая величина может принимать бесконечное множество значений. При дискретном представлении информации физическая величина может принимать конечное множество значений, при этом она изменяется скачкообразно. Преобразование графической и звуковой информации из аналоговой формы в дискретную производится путем дискретизации, т. е. разбиения непрерывного графического изображения или непрерывного (аналогового) звукового сигнала на отдельные элементы. В процессе дискретизации производится кодирование, т. е. присвоение каждому элементу конкретного значения в форме кода [10].

Таким образом, мы выяснили, что «Информация» - это сложное и многогранное понятие, изучаемое множеством дисциплин. Информация бывает разных видов, некоторые из которых даже невозможно закодировать и сохранить на внешнем носителе (например, вкусы, запахи, тактильные ощущения). Она имеет большое количество свойств, наиболее важные из которых - объективность, достоверность, полнота, и актуальность. Количество закодированной информации можно измерить в байтах и производных единицах.

3. Значение информации в материальном мире

3.1. Материальный мир

Мы живем в материальном мире. Все, что нас окружает и с чем мы сталкиваемся ежедневно, относится либо к физическим телам, либо к физическим полям [11].

Вот несколько примеров. Вес изделия - 1 кг. Что это: объективное физическое свойство объекта или информация об этом свойстве? - Ответ: оба одновременно. Форма луны сферическая. Это объективное материальное свойство Луны и в то же время информация о ней. Обратите внимание, что материальное свойство луны и нематериальная информация существуют независимо от того, смотрим ли мы на луну или нет, то есть физическое свойство и информация об этом свойстве являются объективными.

Рене Декарт полагал, что свойства предметов дуальны: с одной стороны, они видимы; с другой стороны – существует невидимая и нематериальная субстанция: «дух», которая доносит сведения об этих свойствах до нас. Норберт Винер также полагал (неизвестно самостоятельно или вслед за прежними философами), что живые существа получают сведения из окружающего мира как информацию, которая «не материя и не энергия». Таким образом, свойства материальных объектов дуальны: они одновременно и материальны, и информативны (нематериальны). Информация о материальных объектах и их свойствах – материальна по существованию и нематериальна по содержанию. Как следствие такого понимания информации, является вывод, что мир мы познаём в результате изучении существующей в нём информации. Для материального мира возникает простое определение: «материя есть объективная реальность, представленная собственной информацией».

Эта информация получена наукой, благодаря которой мы узнаем, что такое мир на самом деле. Это наука, которая находит подходящие носители информации, которые позволяют передавать информацию из естественных источников в технические устройства, а затем в людей. Например, рентген позволяет нам выводить информацию о внутренней структуре тел, которые не видны обычному свету. Электрон или другая микрочастица проявляют свой электрический заряд или магнитный момент при взаимодействии с другими микрочастицами, то есть они проявляют информацию, принадлежащую им [12].

3.2. Информационное общество

Японские ученые считают, что в информационном обществе процесс компьютеризации даст людям доступ к надежным источникам информации, избавит их от рутинной работы, обеспечит высокий уровень автоматизации обработки информации в производственной и социальной сфере. Движущей силой развития общества должно стать производство информационного, а не материального продукта. Материальный же продукт станет более “информационно емким”, что означает увеличение доли инноваций, дизайна и маркетинга в его стоимости.

В информационном обществе изменится не только производство, но и весь уклад жизни, система ценностей, возрастет значимость культурного досуга по отношению к материальным ценностям. По сравнению с индустриальным обществом, где все направлено на производство и потребление товаров, в информационном обществе производятся и потребляются интеллект, знания, что приводит к увеличению доли умственного труда. От человека потребуется способность к творчеству, возрастет спрос на знания.

Материальной и технологической базой информационного общества станут различного рода системы на базе компьютерной техники и компьютерных сетей, информационной технологии, телекоммуникационной связи.

Информационное общество - общество, в котором большинство работающих занято производством, хранением, переработкой и реализацией информации, и особенно высшей ее формой - знаний.

В реальной практике развития науки и техники передовых стран в конце 20-го века постепенно приобретают зримые очертания созданная теоретиками картина информационного общества. Прогнозируется превращение всего мирового пространства в единое компьютеризированное и информационное сообщество людей, проживающих в электронных квартирах и коттеджах. Любое жилище оснащено всевозможными электронными приборами и компьютеризированными устройствами. Деятельность людей будет сосредоточена, главным образом, на обработке информации, а материальное производство и производство энергии будет возложено на машины.

При переходе к информационному обществу возникает новая индустрии переработки информации на базе компьютерных и телекоммуникационных информационных технологий.

Характерные черты информационного общества :

• решена проблема информационного кризиса, т.е. разрешено противоречие между информационной лавиной и информационным голодом;
• обеспечен приоритет информации по сравнению с другими ресурсами;
• главной формой развития станет информационная экономика;
• в основу общества будет заложена автоматизированная генерация, хранение, обработка и использование знаний с помощью новейшей информационной техники и технологии;
• информационная технология приобретет глобальный характер, охватывая все сферы социальной деятельности человека;
• формируется информационное единство всей человеческой цивилизации;
• с помощью средств информатики реализован свободный доступ каждого человека к информационным ресурсам всей цивилизации;
• реализованы гуманистические принципы управления обществом и воздействием на окружающую среду.

Кроме положительных моментов прогнозируются и опасные тенденции:

• все большее влияние на общество средств массовой информации;
• информационные технологии могут разрушить частную жизнь людей и организаций;
• существует проблема отбора качественной и достоверной информации;
• многим людям будет трудно адаптироваться к среде информационного общества. Существует опасность разрыва между “информационной элитой” (людьми, занимающимися разработкой информационных технологий) и потребителями.

Ближе всех на пути к информационному обществу стоят страны с развитой информационной индустрией, к числу которых следует отнести США, Японию, Англию, Германию, страны Западной Европы. В этих странах уже давно одним из направлений государственной политикой является направление, связанное с инвестициями и поддержкой инноваций в информационную индустрию, в развитие компьютерных систем и телекоммуникаций [13].

Таким образом, мы выяснили, что все объекты в материальном мире несут в себе информацию о своих свойствах. Информационное общество, в которое мы вступаем, занимается в основном работой с информацией. И хотя всеобщая информатизация во многом упрощает нашу жизнь, в информационном обществе появляются новые опаности: влияние СМИ на людей, угроза частной жизни людей, проблема отбора качественной и достоверной информации, проблема адаптации людей к среде информационного общества.

4. Значение информации в программировании

4.1. Объектно-ориентированное программирование

В материальном мире любой объект обладает определенным набором свойств. Например, карандаш обладает следующими свойствами: твердость грифеля, толщина грифеля, цвет грифеля. С помощью карандаша можно писать или стирать (если на конце имеется ластик). Кроме того, карандаш относится к письменным принадлежностям, все из которых позволяют писать. Ранее письменные принадлежности не были столь совершенны, как сейчас. Например, обходились гусиным пером или даже куском угля.

Любой объект несет в себе информацию. Упорядочивая и анализируя эту информацию, мы можем повышать эффективность своих действий, автоматизировать свою деятельность. Появление письменности и усовершенствование письменных принадлежностей оказало большое влияние на прогресс человечества в целом. В программировании мы можем создавать модели реальных, а также абстрактных объектов. Объектно-ориентированная парадигма программирования позволяет это сделать.

Объектно-ориентированное программирование (ООП) — методология программирования, основанная на представлении программы в виде совокупности объектов, каждый из которых является экземпляром определённого класса, а классы образуют иерархию наследования [14].

Идеологически ООП — подход к программированию как к моделированию информационных объектов, решающий на новом уровне основную задачу структурного программирования: структурирование информации с точки зрения управляемости [15], что существенно улучшает управляемость самим процессом моделирования, что, в свою очередь, особенно важно при реализации крупных проектов.

Управляемость для иерархических систем предполагает минимизацию избыточности данных (аналогичную нормализации) и их целостность, поэтому созданное удобно управляемым — будет и удобно пониматься. Таким образом, через тактическую задачу управляемости решается стратегическая задача — транслировать понимание задачи программистом в наиболее удобную для дальнейшего использования форму.

Основные принципы структурирования в случае ООП связаны с различными аспектами базового понимания предметной задачи, которое требуется для оптимального управления соответствующей моделью:

• абстрагирование для выделения в моделируемом предмете важного для решения конкретной задачи по предмету, в конечном счёте — контекстное понимание предмета, формализуемое в виде класса;
• инкапсуляция для быстрой и безопасной организации собственно иерархической управляемости: чтобы было достаточно простой команды «что делать», без одновременного уточнения как именно делать, так как это уже другой уровень управления;
• наследование для быстрой и безопасной организации родственных понятий: чтобы было достаточно на каждом иерархическом шаге учитывать только изменения, не дублируя всё остальное, учтённое на предыдущих шагах;
• полиморфизм для определения точки, в которой единое управление лучше распараллелить или наоборот — собрать воедино.

То есть фактически речь идёт о прогрессирующей организации информации согласно первичным семантическим критериям: «важное/неважное», «ключевое/подробности», «родительское/дочернее», «единое/множественное». Прогрессирование, в частности, на последнем этапе даёт возможность перехода на следующий уровень детализации, что замыкает общий процесс.

Обычный человеческий язык в целом отражает идеологию ООП, начиная с инкапсуляции представления о предмете в виде его имени и заканчивая полиморфизмом использования слова в переносном смысле, что в итоге развивает [16] выражение представления через имя предмета до полноценного понятия-класса.

Абстрагирование означает выделение значимой информации и исключение из рассмотрения незначимой. В ООП рассматривают лишь абстракцию данных (нередко называя её просто «абстракцией»), подразумевая набор наиболее значимых характеристик объекта, доступных остальной программе.

Инкапсуляция — свойство системы, позволяющее объединить данные и методы, работающие с ними, в классе. Одни языки (например, С++, Javaили Ruby) отождествляют инкапсуляцию с сокрытием, но другие (Smalltalk, Eiffel, OCaml) различают эти понятия.

Наследование — свойство системы, позволяющее описать новый класс на основе уже существующего с частично или полностью заимствующейся функциональностью. Класс, от которого производится наследование, называется базовым, родительским или суперклассом. Новый класс — потомком, наследником, дочерним или производным классом.

Полиморфизм подтипов (в ООП называемый просто «полиморфизмом») — свойство системы, позволяющее использовать объекты с одинаковым интерфейсом без информации о типе и внутренней структуре объекта. Другой вид полиморфизма — параметрический — в ООП называют обобщённым программированием.

Класс — универсальный, комплексный тип данных, состоящий из тематически единого набора «полей» (переменных более элементарных типов) и «методов» (функций для работы с этими полями), то есть он является моделью информационной сущности с внутренним и внешним интерфейсами для оперирования своим содержимым (значениями полей). В частности, в классах широко используются специальные блоки из одного или чаще двух спаренных методов, отвечающих за элементарные операции с определённым полем (интерфейс присваивания и считывания значения), которые имитируют непосредственный доступ к полю. Эти блоки называются «свойствами» и почти совпадают по конкретному имени со своим полем (например, имя поля может начинаться со строчной, а имя свойства — с заглавной буквы). Другим проявлением интерфейсной природы класса является то, что при копировании соответствующей переменной через присваивание копируется только интерфейс, но не сами данные, то есть класс — ссылочный тип данных. Переменная-объект, относящаяся к заданному классом типу, называется экземпляром этого класса. При этом в некоторых исполняющих системах класс также может представляться некоторым объектом при выполнении программы посредством динамической идентификации типа данных. Обычно классы разрабатывают таким образом, чтобы обеспечить отвечающие природе объекта и решаемой задаче целостность данных объекта, а также удобный и простой интерфейс. В свою очередь, целостность предметной области объектов и их интерфейсов, а также удобство их проектирования, обеспечивается наследованием.

Объект – это сущность в адресном пространстве вычислительной системы, появляющаяся при создании экземпляра класса (например, после запуска результатов компиляции и связывания исходного кода на выполнение) [17].

4.2. Базы данных

Для хранения и обработки больших объемов информации существуют базы данных и системы управления базами данных.

База данных – представленная в объективной форме совокупность самостоятельных материалов (статей, расчётов, нормативных актов, судебных решений и иных подобных материалов), систематизированных таким образом, чтобы эти материалы могли быть найдены и обработаны с помощью электронной вычислительной машины (ЭВМ) [18].

Многие специалисты указывают на распространённую ошибку, состоящую в некорректном использовании термина «база данных» вместо термина «система управления базами данных», и указывают на необходимость различения этих понятий [19].

Система управления базами данных, сокр. СУБД (англ. Database Management System, сокр. DBMS) — совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных [20].

СУБД — ком­плекс про­грамм, по­зво­ляю­щих соз­дать ба­зу дан­ных (БД) и ма­ни­пу­ли­ро­вать дан­ны­ми (встав­лять, об­нов­лять, уда­лять и вы­би­рать). Система обес­пе­чи­ва­ет безо­пас­ность, на­дёж­ность хра­не­ния и це­ло­ст­ность дан­ных, а так­же пре­дос­тав­ля­ет сред­ст­ва для ад­ми­ни­ст­ри­ро­ва­ния БД [21].

Преимущества использования базы данных:

• компактность - информация хранится в базе данных, нет необходимости хранить многотомные бумажные файлы;
• скорость - скорость обработки информации (поиска, внесения изменений) компьютером значительно выше ручной обработки;
• низкие затраты на рабочую силу - нет необходимости в утомительной ручной работе с данными;
• применимость - всегда в наличии свежая информация.

Дополнительные преимущества появляются при использовании базы данных в многопользовательской среде, поскольку становится возможным осуществлять централизованное управление данными.

Функционально - полноценная СУБД должна включать в свою структуру средства, отвечающие потребностям пользователей различных категорий на всех этапах жизненного цикла систем баз данных: проектирование, создание, эксплуатация.

Системы управления базами данных позволяют решать целый ряд задач, среди которых наиболее важными являются:

• хранение информации
• быстрый поиск информации по функциям
• систематизация информации
• обработка информации
• синтез новой информации на основе информационной базы [19]

Таким образом, мы видим, что аналогия реальных объектов и свойств человеческого языка отслеживается в объектно-ориентированном программировании. Для хранения больших объемов однородной информации, в том числе об объектах реального мира, используются технологии баз данных и систем управления базами данных.

Заключение

Человечество входит в эпоху информационного общества. Тема информации в материальном мире в этом свете сегодня как нельзя более актуальна, так как основная деятельность человечества направлена на работу с информацией.

С целью изучения понятия информации в материальном мире мной был проведен анализ литературы по данной теме. В ходе работы поставленные задачи были выполнены, сделаны нижеизложенные выводы.

Понятие «Информация» прошло долгий путь развития со времен древней Греции и до наших дней. В настоящее время единого определения понятия нет, каждая наука трактует его по-своему. Однако этот термин можно описать через его характерные свойства: дуализм (двойственность), достоверность, полнота, адекватность, доступность, актуальность и т. д.

Любой процесс или объект в материальном мире так или иначе несет в себе какую-либо информацию. Грамотная работа с информацией напрямую влияет на эффективность действий как отдельного человека, так и человечества в целом, на технический прогресс.

Подобно тому, как все предметы в материальном мире несут в себе информацию о своих свойствах, в программировании мы можем описать реальные предметы с помощью абстрактных моделей, называемых классами. В настоящее время человечество накопило настолько много информации, что для ее хранения изобрели базы данных, а также системы управления базами данных.

Трудно переоценить роль, которую информация начала играть в нашем XXI веке. Большая часть всех людей на Земле вовлечены в процессы, объектом труда которых является информация. Однако никогда не стоит забывать, что к информации стоит относиться с осторожностью, так как она может быть средством манипуляции в руках злоумышленников.

Библиография

1. Семенов А.В. Этимологический словарь русского языка. – М.: Юниверс, 2003. – 704 с.

2. Коллендер Б. Заблуждения ленинского материализма [Электронный ресурс].

URL: http://library-of-materialist.ru/misleading_materialism.htm (дата обращения: 01.05.2019)

3. Максимович Г.В. Беседы с академиком В. Глушковым. – М.: Молодая гвардия, 1978. – 224 с.

4. Урсул А.Д. Информация и мышление. – М.: Знание, 1970. – 50 с.

5. Колин К.К. Философия информации и фундаментальные проблемы информатики [Электронный ресурс].

URL: http://www.aselibrary.ru/digital_resources/journal/irr/2010/number_1/number_1_5/number_1_51394/ (дата обращения: 06.05.2019)

6. Романенко В., Никитина Г. Сложность определения понятия информация, связанная с его многозадачностью [Электронный ресурс].

URL: http://www.elektron2000.com/roman_nikit_0157.html (дата обращения: 05.05.2019)

7. Коллендер Б. Философия информации. – США, Роли: Lulu, 2013. – 100 с.

8. Ожегов С.И. Толковый словарь русского языка. – М.: Оникс, 2010. – 736 с.

9. Об информации, информационных технологиях и защите информации: Федеральный закон от 27.07.2006 N 149-ФЗ (ред. от 18.03.2019)

10. Грошев А.С. Информатика: Учебник для вузов – Архангельск: АГТУ, 2010. – 470 с.

11. Боброва Л.В., Золотов О.И., Рыбакова Е.А.. Информатика в управлении и экономике: Учеб. пособие. – СПб.: СЗТУ, 2005. – 258 с.

12. Коллендер Б. Природа информации [Электронный ресурс].

URL: http://lebed.com/2013/art6259.htm (дата обращения: 06.05.2019)

13. Колин К.К. Социальная информатика: Учебное пособие для вузов. – М.: Академический Проект; М.: Фонд «Мир», 2003 – 432 с.

14. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++. — М., СПб.: «Бином», «Невский диалект», 1998. — 560 с.

15. Дейкстра Э.В. Программирование как вид человеческой деятельности [Электронный ресурс]

URL: https://club.shelek.ru/viewart.php?id=137 (дата обращения: 06.05.2019)

16. Успенский Л.В. Слово о словах. — 5-е изд. — М.: Зебра-Е, 2017 - 496 с.

17. Пирс Б. Типы в языках программирования. — М.: Добросвет, 2012 - 656 с.

18. Статья 1260: Гражданский кодекс РФ от 21.10.1994 N 51-ФЗ

19. Дейт К.Дж. Введение в системы баз данных. — 8-е изд. — М.: Вильямс, 2005. - 1328 с.

20. Когаловский М.Р. Энциклопедия технологий баз данных. — М.: Финансы и статистика, 2002. — 800 с.

21. Кузнецов С. Д. Основы баз данных. — 2-е изд. — М.: Интернет-университет информационных технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. — 484 с.