Informatika 1. ročník
OBSAH:
ODBORNÝ SLOVNÍK
ZÁKLADNÍ POJMY V INFORMATICE Do obsahu
Informace je údaj o reálném prostředí, o jeho stavu a procesech, které v něm probíhají. Zmenšuje neznalost příjemce o okolním prostředí a modifikuje varietu jeho chování, což znamená jednoduše řečeno, že pomáhá člověku na základě informací řešit nové situace. Informace má nehmotný charakter, je vždy spojena s fyzikálním nositelem – signálem. Přenos informací může probíhat různými způsoby – ústně, písemně, prostřednictvím televizního, rozhlasového a dalších mediálních vysílání, v neposlední řadě prostřednictvím počítače a jeho prostředků – internet, multimediální CD atd.Informace je něco nového co ještě nezná
Zpráva,sdělení může, ale nemusí, být informací. Rozdíl je v tom, že nemusí nutně zmenšovat příjemcovu neznalost prostředí a tím měnit varietu chování (což je podmínkou, aby se jednalo o informaci.Reakce příjemce na přijatou zprávu
Kvalita zprávy je daná srozumitelností. Kvalita informace novostí.
Znak
Stavebním
prvkem jakéhokoliv sdělení jsou znaky. Znaky mohou být číslice, písmena,
piktogramy, grafické znaky, matematické značky a symboly, elektrické impulsy.
Množina použitých znaků tvoří abecedu.
Varieta
Varieta
je počet možných stavů vyjádřený v absolutních jednotkách (počet stavů) nebo v
bitech (počet stavů ve dvojkové soustavě). Jednou absolutní jednotkou můžeme vyjádřit dva stavy.
Srozumitelnost
Musí
platit, že abecedy použité příjemcem a odesilatelem zprávy jsou totožné a není
použit znak, který není součástí abecedy. V opačném případě by zpráva nebyla
srozumitelná. Kvalita i kvantita znaků na vstupu musí odpovídat kvalitě i kvantitě na výstupu. Když pošlu jedno A, musí dojít také jedno A.Kvantitou hodnotíme znakové sady Kvalitou hodnotíme přístroje atd.
Množství (velikost) informace
Množství
informace není přímo úměrné počtu použitých znaků, ale hodnotíme ji pouze podle významu obsahu.
Jestliže
máme n písmen abecedy a délku zprávy m, můžeme vytvořit mn (m krát n)
zpráv. Zprávy posuzujeme pouze podle kvality
Příklad:
máme 3 písmena abecedy - a,b,c délka zprávy je 2 znaky. Můžeme vytvořit tyto
informace:
Ab,
ac, bc, ba, ca, cb, aa, bb, cc
Základní jednotky informace Do obsahu
Základní
jednotkou informace je bit (b). Do jednoho bitu lze uložit informaci ano/ne,
pravda/nepravda, +/- apod. vyjádřenou pomocí číslic
Proto
se ve výpočetní technice k zápisu dat používá dvojková (binární) soustava,
která má k dispozici pouze dvě číslice, na rozdíl od desítkové (dekadické),
která disponuje 10 číslicemi 0 až 9.
Jednotek
informace se využívá i k určení kapacity paměti.
Větší jednotky
1
byte (B) 8
bitů
1
kilobyte (KB) 1024 byte 8192 bitů
1
megabyte (MB) 1024 KB 1048576 B 8388608 b
1
gigabyte (GB) 1024 MB 1048576 KB 1073741824 B 8589934592
b
Stupeň informovanosti
Stupeň
informovanosti je rozdíl mezi informovaností před přijetím zprávy a po přijetí
zprávy. Rozdíl mezi dvěma zprávami z různých zdrojů.
Redundance
Do obsahu
Redundance
je míra relativní nadbytečnosti informace poskytované zdrojem. Nadbytečnost
informace není bezúčelná. Slouží k zakódování zprávy, tím se vyloučí šum
přenosového kanálu a zabezpečí správný příjem zprávy. Technik pro využití
redundance je několik. Například zdvojení zprávy, samoopravné kódy, paritní
bity. Při přenosu nese informaci jen část signálu, zbytek signálu je
redundatní.
Příkladem
zprávy s vysokou redundancí je hovorová řeč. Psaný projev, kde se autor musí
vyjadřovat úsporně, vykazuje mnohem nižší redundanci. Tato okolnost není v
konvenčním vyjadřování nedostatkem. Redundance často přispívá k odstranění
chyb, které jsou běžným průvodním jevem při přenosu nebo rekonstrukci zprávy a
tím zvyšuje srozumitelnost a pochopitelnost zprávy.
Komunikační
proces Do obsahu
Komunikační
proces (viz obrázek níže) je procesem přenosu zpráv (informací). Uskutečňuje se
mezi lidmi, mezi člověkem a strojem i mezi stroji navzájem. Časová posloupnost
přenášení zpráv se nazývá tokem informací.
Zprávy
vznikají ve zdroji zpráv (ZI). Generátor kódu (GK) je zařízení, které přemění
(zakóduje) vysílanou zprávu na signál, tj. do takového tvaru, aby byl možný její
přenos komunikačním kanálem (KK). Vysílač (VY) zakódovanou zprávu pomocí
signálu vyšle komunikačním kanálem a přijímač (PŘ) ji zachytí. V dekodéru (DK)
se zpráva převede zpět do podoby srozumitelné příjemci informace (PI). V
průběhu přenosu signálu vznikají v různých zdrojích poruchy (ZP), které signál
zkreslují a deformují. Těmto poruchám říkáme informační šum. Informační šum
vzniká jednak díky nedokonalosti přenosového kanálu (vnitřní šum) a dále
vnějšími vlivy (vnější šum). Vliv šumu na signál se odstraňuje vhodným
kódováním zprávy s použitím redundance nebo technickým zdokonalováním celého
komunikačního řetězce od (GK) až po (DK).
Obr. 1 – Schéma komunikačního procesu
Zdroj poruch může být kdekoli.
Příkladem komunikačního procesu může být telefonování (televizní vysílání, kde zdrojem signálu je
televizní studio, místo, kde vznikají programy. Generátorem kódu je televizní
kamera a mikrofony, které převádějí obrazovou a zvukovou informaci na
elektrickou. Sloučené obrazové a zvukové signály jsou vysílány do atmosféry,
která slouží jako komunikační kanál. Tyto elektromagnetické vlny přijímá
televizní anténa a odvádí je do televizního přijímače, který slouží jako
dekodér - mění elektrickou informaci zpět na obrazovou a zvukovou.)
Sémantický a pragmatický obsah
informace
Sémantický obsah Do obsahu
Sémantický
obsah je význam informace, její kvalita. Nástrojem k vyjádření sémantického
obsahu informace je syntaxe.
Syntaxe Do obsahu
Syntaxe je znak, který dodává větě důraz (vykřičník, otazník,…)
Syntaktické znaky jsou v abecedě jasně dané. Řeší výhradně význam. Porušení syntaxe se v mluveném slově projevuje jako vyslovení nesrozumitelného slova, v psané podobě vznik "hrubek". Zvláštní důraz na zachování pravidel syntaxe klade práce s počítačem, zvláště při zapisování příkazů operačnímu systému, operací v programových jazycích nebo pokynů při vyhledávání v databázích pomocí dotazovacích jazyků (SQL).
Pragmatický
obsah Do obsahu
Pragmatický
obsah je její užitečnost pro příjemce. Na rozdíl od sémantického obsahu je
měřitelný pomocí hodnoty informace. Významný zdroj poruch je nesprávný poměr sémantiky a pragmatiky.
Hodnotu
informace technicky lze zhodnotit podle:
|
Vztahu ke zkoumanému nebo
řízenému systému (informace o jiném systému jsou neužitečné) |
|
Aktuálnosti (doba od
vzniku informace do přijetí - s prodlužující se dobou hodnota informace
klesá) |
|
Spolehlivosti (co nejmenší
odchylka od skutečného stavu) |
|
Podrobnosti (podle potřeb
rozlišovací schopnosti systému) |
|
Nákladnosti (minimalizace
nákladů na získání informace) |
|
Dostupnosti a stabilnosti
(vývoj v čase) a podobně |
Discipliny informatiky Do obsahu
Teorie informace
Zkoumá
složité systémy (živé organismy) z hlediska informace. Živý organismus se
skládá z chemických prvků, které jsou podle určitého kódu (pro lidstvo stále
neobjasněné informace) uspořádány.
Formální logika
Stanovuje
pravidla pro vyvozování závěrů z příčin.
Teorie automatů, formálních jazyků a gramatik
Výsledkem
práce těchto disciplin jsou programovací jazyky.
Kybernetika a robotika Do obsahu
Zabývá
se možností sestavit stroj, který by samostatně reagoval na informace systému
nebo jeho okolí. V současné době umí průmyslové roboty vykonávat určité operace
a vycházet ze stále většího množství vstupních údajů (měření).
Umělá inteligence
Do obsahu
Snaha
o modelování intelektuální činnosti člověka pomocí počítače (rozpoznávání
lidské řeči, tvarů, tvorba hypotéz atd.). K vytvoření umělého člověka –
androida – je zatím daleko, přesto jsou výsledky tohoto vědního oboru
využitelné v mnoha odvětvích vědy a techniky (vytěžování informací z obrovského
množství dat, diagnóza nemocí apod.).
Počítačová simulace
Umožňuje
zkoumat neexistující jevy (které je možno nasimulovat, matematicky popsat),
případně objekty, které nelze zkoumat přímo (pro velké náklady, ohrožení
lidského zdraví atd.) jako jsou například vznik hvězdy, průběh tlaků v centru
hurikánu a další.
Zdroje informací
Do obsahu
Zdroje
informací jsou: mikrosvět, vesmír, makrosvět, příroda, mikrovesmír= záření a částice, které nemůžeme vidět okem, makrovesmír,… Příjemce informací: smysly,…
Slovní sdělení
Do obsahu
Člověk
přijímá 80% informací zrakem. Z toho vyplývá nízká efektivita ústního přenosu
informací, výjimku může tvořit ústní podání podpořené grafickou prezentací
daných informací, při němž je využito právě zrakového vnímání. Další nevýhodou
je, že ústně podané informace nelze archivovat a jejich předání je často
neprůkazné.
Při
ústním předávání informací musíte klást mnohem větší důraz na formu, přehlednost,
přesnost vyjadřování, srozumitelnost atd. Nemáte totiž možnost po dokončení
předávání informací svůj projev přehodnotit a opravit chyby.
Výhodou
ústního podání je možnost nonverbální komunikace – dokážeme odhadnout
pravdivost, přesnost informace, pocity předávajícího – souhlas nebo nesouhlas
atd.
Média (TV, noviny
a časopisy, rádio) Do obsahu
Nejefektivněji
přijímáme informace z TV díky kombinaci zrakového a sluchového vjemu. Výhodou
tištěných médií je snadnější archivace a třídění informací. Nevýhoda médií
spočívá ve špatné dostupnosti konkrétních informací. Potřebujeme-li například
vědět, čím se živí křeček, nebudeme čekat na dokumentární film o křečcích v TV
nebo článek v časopise. To by asi křeček nepřežil. Budeme pravděpodobně hledat
jinde.
Literatura Do obsahu
Knihy
jsou v současné době pravděpodobně stále nejpoužívanějším zdrojem informací.
Vynález písma a později knihtisku ovlivnil vývoj celého lidstva tím, že
ovlivnil kvalitu a zejména kvantitu přijímání informací.
Výhoda
písemného předávání informací spočívá zejména v možnosti třídit a ukládat texty
ať už v elektronické či tištěné podobě, množit je a rozesílat dalším adresátům,
upravovat text v případě nových poznatků na dané téma. Výhodou je rovněž
možnost připojení objasňujících obrázků a grafů. Výhodou knihy oproti
elektronické podobě je, že nepotřebuje napájení ani datový kabel. Často mívá i
nemalou uměleckou hodnotu a rozvíjí estetické cítění člověka.
Nevýhodou
písemného sdělování informací je neosobnost, nemožnost nonverbální komunikace.
Dalším záporem je zdlouhavost písemné diskuse, zejména pokud probíhá na větší
vzdálenost (poštou) mezi větším počtem osob.
Výpočetní
technika (internet, CD ROMy) Do obsahu
Velmi
efektivní způsob získávání informací, zvláště jedná-li se o multimediální
podobu dokumentu. Výhodou je rychlost přenosu na velké vzdálenosti (např. sítí
internet), možnost rychlého vyhledávání, snadná archivace a třídění získaných
informací.
Cena informace
Do obsahu
Cena informací se liší podle kvality a kvantity. Například informace o technologiích jsou nesmírně cenné a firmy si je hlídají jako největší poklad. Neméně důležité jsou i informace obchodní (jak zvýšit zisk, komu a za kolik prodat a naopak od koho co a za kolik koupit). Nejdůležitějšími obchodními informacemi jsou databáze odběratelů a dodavatelů, marketingové strategie, přehled o konkurenci, vývojové trendy a další.
Kybernetika Do obsahu
Kybernetika je věda zabývající se
studiem systémů, které jsou schopny přijímat, uchovávat a zpracovávat informace
a využívat je pro řízení.
Historie kybernetiky Do obsahu
Termín
kybernétés –
kormidelník (z Řečtiny) není termínem novodobým, jak by se mohlo zdát, ale
používá ho již Platón (427-347 př.n.l.) k označení vědy o řízení
lodí.
Kybernetika
se zabývá kvantitativními a strukturálními zákonitostmi řízení, sdělování a
kontroly samoregulujících soustav. Jsou to soustavy, které jsou schopny
reagovat na podněty z okolí i zevnitř soustavy samotné. Zvláštním případem
takové soustavy je i živý organismus. Nejvyšším typem samoregulující soustavy
je lidská společnost schopná cílevědomě a uvědoměle
řídit svůj vývoj.
Kybernetika je základním kamenem teorie automatizace, zasahuje do mnoha vědních oborů a vytváří v nich svá zvláštní odvětví (např. biologická kybernetika, technická kybernetika apod.).