Материальный носитель — это объект или среда, которые могут содержать информацию.Изменения, происходящие с информацией (т. е. изменения свойств носителя), называются информационными процессами. Все эти процессы можно свести к двум основным:передача информации (данные передаются с одного носите­ля на другой); обработка информации (данные изменяются).

Часто информационными процессами называют также и мно­гие другие операции с информацией (например, копирование, удаление и др.), но они, в конечном счёте, сводятся к двум названным процессам.

Для хранения информации тоже используется какой-то носи­тель. Однако при этом никаких изменений не происходит, поэто­му хранение информации нельзя назвать процессом.

Передача информации

При передаче информации всегда есть два объекта — источ­ник и приёмник информации. Эти роли могут меняться, напри­мер во время диалога каждый из участников выступает то в роли источника, то в роли приёмника информации.

Информация проходит от источника к приёмнику через канал связи, в котором она должна быть связана с каким-то материаль­ным носителем (рис. 1.4). Для передачи информации свойства этого носителя должны изменяться со временем. Например, если включать и выключать лампочку, то можно передавать разную информацию, например, с помощью азбуки Морзе.

При разговоре людей носитель информации — это звуковые волны в воздухе. В компьютерах информация передаётся с по­мощью электрических сигналов или радиоволн (в беспроводных устройствах). Информация может передаваться с помощью света, лазерного луча, телефонной или почтовой связи, компьютерной сети и др.

Информация поступает по каналу связи в виде сигналов, ко­торые приёмник может обнаружить с помощью своих органов чувств {или датчиков) и «понять» (раскодировать).

Сигнал — это изменение свойств носителя, которое используется для передачи информации.

Примеры сигналов — это изменение частоты и громкости зву­ка, вспышки света, изменение напряжения на контактах и т. п.

Человек может принимать сигналы только с помощью своих органов чувств. Чтобы передавать и принимать информацию, на­пример, с помощью радиоволн, нужны вспомогательные устрой­ства: радиопередатчик, преобразующий звук в радиоволны, и радиоприёмник, выполняющий обратное преобразование. Они позволяют расширить возможности человека.

С помощью одного сигнала (одного изменения) невозможно передать много информации. Поэтому чаще всего используется не одиночный сигнал, а последовательность сигналов, которая на­зывается сообщением. Важно понимать, что сообщение — это только «оболочка» для передачи информации, а информация — это содержание сообщения. Приёмник должен сам «извлечь» (раскодировать) информацию из полученной последовательности сигналов. Можно принять сообщение, но не принять информа­цию, например, услышав речь на незнакомом языке или перехва­тив шифровку.

Одна и та же информация может быть передана с помощью сообщений, имеющих разные физические носители (например, че­рез устную речь, с помощью записки или с помощью флажного семафора, который используется на флоте) или с помощью раз­ных сообщений. В то же время одно и то же сообщение может не­сти разную информацию для разных приёмников. Так фраза «В Сантьяго идёт дождь», переданная в 1973 г. на военных радио­частотах, для сторонников генерала Пиночета послужила сигналом к началу государственного переворота в Чили.

К сожалению, в реальном канале связи всегда действуют по­мехи: посторонние звуки при разговоре, шумы радиоэфира, элек­трические и магнитные поля. Помехи могут полностью или час­тично искажать сообщение, вплоть до полной потери информации (например, телефонные разговоры при перегрузке сети).Чтобы содержание сообщения, искажённого помехами, можно было восстановить, оно должно быть избыточным, т. е. в нём должны быть «лишние» элементы, без которых смысл всё равно восстанавливается. Например, в сообщении «Влг впдт в Кспск мр» многие угадают фразу «Волга впадает в Каспийское море», из которой убрали все гласные. Этот пример говорит о том, что ес­тественные языки содержат много «лишнего», их избыточность оценивается в 60-80% (если удалить 60-80% текста, его смысл всё равно удаётся восстановить).

В курсе информатики мы будем рассматривать передачу ин­формации именно как передачу сообщений между компьютерны­ми системами, отвлекаясь от смысла сообщений.

Обработка информации

Обработка — это изменение информации: её формы или со­держания. Среди важнейших видов обработки можно назвать:

создание   новой   информации,   например   решение   задачи с помощью вычислений или логических рассуждений; кодирование — запись информации с помощью некоторой системы знаков для передачи и хранения; один из вариан­тов кодирования — шифрование, цель которого — скрыть смысл (содержание) информации от посторонних; поиск информации, например, в книге, в библиотечном ка­талоге, на схеме или в Интернете;

сортировка — расстановка элементов списка в заданном по­рядке,   например   расстановка   чисел   по   возрастанию   или убыванию, расстановка слов по алфавиту; задача сортиров­  облегчить поиск и анализ информации. Для  обработки   информации   человек   использует   в  первую очередь свой  мозг.  Нейроны (нервные  клетки) коры  головного мозга «переключаются» примерно 200 раз в секунду — значи­тельно медленнее, чем элементы памяти компьютеров. Однако человек   практически  безошибочно  отличает  собаку  от  кошки, а для компьютеров эта задача пока неразрешима. Дело, по-види­мому, в том, что мозг решает такие задачи не «в лоб», не путем сложных вычислений, а как-то иначе (как — пока никто до кон­ца не знает).

Компьютер позволяет «усилить» возможности человека в тех задачах обработки информации, решение которых требует дли­тельных расчётов по известным алгоритмам. Однако, в отличие от