Інформаційні технології в суспільстві

1. Інформація, повідомлення, дані, інформаційні процеси, інформаційні системи як важливі складники й ознаки сучасного суспільства. Людина в інформаційному суспільстві.

Еволюція людського суспільства проходила через кілька важливих етапів, які можна охарактеризувати як аграрну, індустріальну та інформаційну ери. Кожна з цих епох позначена різними технологіями, соціальними структурами та економічними моделями.

Аграрна ера (до XVIII століття). Сільськогосподарське виробництво було ключовим джерелом доходу та засобом існування для більшості людей. Більшість населення жило в сільській місцевості та займалося ручною працею на землі.

Індустріальна ера (XVIII–XX століття). Економіка орієнтована на масове виробництво товарів і машин. Індустріалізація принесла значний розвиток важкої промисловості (металургії, вугільної промисловості, машинобудування).

Інформаційна ера (XX століття – сьогодення). Основним ресурсом стає інформація та знання. Економіка все більше орієнтується на сферу послуг, технології, програмне забезпечення та інновації. Інформація стала основним товаром, і більшість людей використовують цифрові технології для роботи, навчання, розваг і спілкування. Робота віддалено стала поширеною, і з'явився глобальний ринок праці.

Інформаційне суспільство – нова історична фаза розвитку цивілізації, у якій головним продуктом виробництва є інформація.

Основні характеристики інформаційного суспільства:

• збільшення ролі інформації,  знань та ІТ в житті суспільства;

• створення й розвиток ринку інформації та знань як чинників виробництва, що доповнюють наявні ринки природніх ресурсів, праці й капіталу;

• інформатизацію суспільства;

• створення глобального інформаційного простору, що забезпечує ефективну взаємодію користувачів.

Термін інформація походить від латинського слова «informatio», що означає «відомості, роз'яснення, виклад». Інформація – це дуже загальне поняття, у це слово вкладається різний зміст у техніці, науці та в життєвих ситуаціях. У побуті інформацією називають будь-які дані або відомості, які будь-кого цікавлять, наприклад повідомлення про які-небудь події, про чию-якої діяльності і т. п. «Інформувати» в цьому сенсі означає «повідомити щось, невідоме раніше».

Інформація – відомості про об'єкти та явища навколишнього середовища, їх параметри, властивості і стан, які сприймають інформаційні системи (живі організми, керуючі машини та ін.) в процесі життєдіяльності та роботи.

Отже, інформація – це нові відомості, які прийняті, зрозумілі і оцінені її користувачем як корисні.

Зазвичай вважають, що інформація якісна, якщо вона достовірна, точна, актуальна, доступна за запитом і представлена в зручній для розуміння і використання формі (рис.1.2).

Найважливішими, з практичної точки зору, властивостями інформації є цінність, достовірність та актуальність.

1. Актуальність – здатність інформації відповідати вимогам сьогодення (поточного часу або певного часового періоду). Інформація повинна містити відомості, які дійсні у момент її використання.

2. Цінність інформації  визначається корисністю та здатністю її забезпечити суб'єкта необхідними умовами для досягнення ним поставленої мети.

3. Достовірність – здатність інформації об'єктивно відображати процеси та явища, що відбуваються в навколишньому світу. Як правило достовірною вважається насамперед інформація яка несе у собі безпомилкові та істинні дані. Точність і достовірність дуже близькі характеристики, але не синоніми. Наприклад, недостатньо просто достовірно знати, що за певні порушення можуть слідувати штрафні санкції, а необхідно точно знати, при яких саме порушеннях і які санкції можуть наступити.

4. Під точністю слід розуміти дані, які не мають прихованих або випадкових помилок. Випадкові помилки в даних обумовлені, як правило, неумисними спотвореннями змісту людиною чи збоями технічних засобів при переробці даних в інформаційній системі. Тоді як під істинними слід розуміти дані зміст яких неможливо оскаржити або заперечити.

5. Доступність за запитом. Це одна з найважливіших властивостей якісної інформації. Оскільки інформація є узагальненими і обробленими даними, очевидно, що на обробку витрачається час. Якщо час очікування підготовки інформації занадто великий, вона може втратити свою актуальність.

6. Зручна форма представлення. Недостатньо оброблена, погано структурована або представлена в незручному для сприйняття виді інформація може не лише істотно уповільнити процес ухвалення рішень, але і потребувати залучення управлінського персоналу до переробки інформації, що в принципі не є їх роботою і може бути виконане менш кваліфікованим персоналом.

Інформацію можна поділити на види за кількома ознаками:

За призначенням:

• масова – містить тривіальні відомості і оперує набором понять, зрозумілим більшій частині соціуму;

• спеціальна – містить специфічний набір понять, при використанні відбувається передача відомостей, які можуть бути не зрозумілі основній масі соціуму, але необхідні і зрозумілі в рамках вузької соціальної групи, де використовується дана інформація;

• особиста – набір відомостей про яку-небудь особистість, що визначає соціальний стан і типи соціальних взаємодій всередині популяції.

За формою подання інформація поділяється на такі види:

• текстова – що передається у вигляді символів, призначених позначати лексеми мови;

• числова – у вигляді цифр і знаків, що позначають математичні дії;

• графічна – у вигляді зображень, подій, предметів, графіків;

• звукова – усна або у вигляді запису передачі лексем мови аудіо шляхом.

Сукупність відомостей, що зафіксовані на певному носієві для зберігання, передавання та опрацювання, називають даними.

Подання даних полягає у їх перетворення у зручну для сприйняття та використання форму. Вибір форми подання залежить від мети застосування даних. Найкраще сприймаються людиною дані в графічному представлені. Останнім часом найбільш популярними стали інфографіки.

2. Сучасні інформаційні технології та системи

Дії, які можна виконувати з інформацією, називають інформаційними процесами.

Розуміння інформаційних процесів допомагає нам ефективніше використовувати комп'ютери, знаходити потрібну інформацію швидше, створювати власний контент, захищати особисту інформацію.

Усі інформаційні процеси відбуваються в інформаційних системах. Інформаційні системи – це організовані набори компонентів, які збирають, зберігають, обробляють, аналізують та передають інформацію, щоб підтримувати прийняття рішень, управління та організацію діяльності в різних сферах. Основна мета інформаційних систем полягає в тому, щоб забезпечити ефективне управління даними та інформацією.

Основні компоненти інформаційної системи:

• апаратне забезпечення (hardware);

• програмне забезпечення (software). Це може бути операційна система, бази даних, бізнес-додатки тощо.

• дані – основа інформаційної системи. Це певні факти, цифри, тексти, зображення тощо, що підлягають обробці та аналізу для прийняття рішень.

• процеси – методи, за допомогою яких дані збираються, обробляються та поширюються. Це визначені кроки або алгоритми, що використовуються для роботи з інформацією.

• користувачі інформаційної системи, які взаємодіють з нею для виконання завдань. Це можуть бути кінцеві користувачі, адміністратори системи, аналітики тощо.

• мережі для передачі даних між різними компонентами системи.

Інформаційні системи широко використовуються для:

• підтримки бізнес-процесів (автоматизація та оптимізація операційних процесів для зниження витрат і підвищення продуктивності);

• прийняття рішень (надають дані для керівників і співробітників для аналізу та прийняття обґрунтованих рішень);

• зв'язку та координації;

• зберігання та захисту інформації.

Інформаційні системи є основою для сучасного суспільства, забезпечуючи ефективну роботу та розвиток в умовах цифрової економіки. Використовуються у всіх сферах діяльності: бізнесі, охороні здоров'я, освіті, автоматизації державних послуг, облік громадян, електронні урядові послуги, фінансові послуги і т.д.

Важливу роль у розвитку інформатизації відіграють засоби накопичення інформації: від перфокарт та магнітних стрічок до використання глобальних мереж та хмарних сховищ.

Хмарне сховище – це онлайн-сервіс, що дозволяє зберігати дані на віддалених серверах та отримувати до них доступ з будь-якого пристрою в будь-який час. Дані сервіси мають надійні системи шифрування та захищають дані від несанкціонованого доступу. Виконують автоматичне резервне копіювання.

Найбільш популярні хмарні сервіси: Google Drive, Dropbox, OneDrive, Mega.

3. Проблеми інформаційної безпеки. Загрози при роботі в Інтернеті і їх уникнення

Інформаційна безпека – це практика захисту інформації від несанкціонованого доступу, використання, розголошення, модифікації або знищення. Основна мета інформаційної безпеки – забезпечити конфіденційність, цілісність і доступність даних. У сучасному світі, де дані стають основним ресурсом, інформаційна безпека є критично важливою як для приватних осіб, так і для організацій.

Основні принципи інформаційної безпеки (тріада CIA):

• Конфіденційність (Confidentiality) – забезпечення того, щоб доступ до інформації мали лише авторизовані користувачі або системи. Для цього використовуються методи шифрування даних, контроль доступу, аутентифікація користувачів.

• Цілісність (Integrity) – гарантія того, що інформація не була змінена або пошкоджена в процесі зберігання чи передачі без відповідного дозволу. Для забезпечення цілісності використовуються методи контролю версій, цифрові підписи, хешування даних для перевірки цілісності.

• Доступність (Availability) –Для цього використовуються резервне копіювання даних, відновлення після збоїв, захист від атак, що блокують доступ (наприклад, атаки типу DoS).

Основні загрози інформаційній безпеці:

• зловмисне програмне забезпечення (віруси, трояни, шпигунське ПЗ, програми-вимагачі);

• атаки типу "відмова в обслуговуванні" (DoS/DDoS) – спрямовані на те, щоб зробити ресурси або сервіси недоступними для користувачів;

• атаки "людина посередині" (Man-in-the-Middle) – перехоплення та зміна інформації між двома сторонами без їх відома;

• фішинг – шахрайство, коли зловмисники видають себе за легітимні джерела (наприклад, банки, поштові служби) для отримання конфіденційної інформації, такої як паролі або номери кредитних карт.

• соціальна інженерія – маніпуляції, спрямовані на те, щоб змусити людей розкрити конфіденційну інформацію або виконати певні дії, наприклад, установити шкідливе ПЗ;

• атаки на програмне забезпечення – використання вразливостей у програмному забезпеченні або операційних системах для отримання несанкціонованого доступу до системи;

• витік даних – неавторизоване розголошення конфіденційних даних через зовнішні або внутрішні загрози, зокрема дії співробітників або партнерів.

Методи захисту інформаційної безпеки:

• Шифрування – перетворення інформації у форму, яку можуть прочитати тільки авторизовані користувачі. Воно використовується для захисту даних під час передачі по мережі або зберігання.

• Аутентифікація – перевірка ідентичності користувача (наприклад, паролі, біометрія, двофакторна аутентифікація).

• Авторизація – надання прав доступу до певних ресурсів або дій.

• Брандмауери (Firewall) – програмні або апаратні засоби, що контролюють мережевий трафік і можуть блокувати потенційно небезпечні підключення або атаки.

• Антивірусні програми та системи виявлення загроз.

• Системи виявлення вторгнень (IDS) – системи, що стежать за мережевим або системним трафіком для виявлення підозрілої активності.

• Резервне копіювання – створення резервних копій даних для відновлення у випадку збоїв або атак. Резервне копіювання повинно проводитися регулярно і зберігатися в безпечних місцях.

• Контроль доступу – забезпечення того, щоб тільки авторизовані користувачі мали доступ до ресурсів системи. Включає багаторівневу аутентифікацію та обмеження доступу до певних файлів або функцій.

• Навчання співробітників і користувачів важливості дотримання правил інформаційної безпеки, щоб зменшити ризик соціальної інженерії та випадкових помилок.

• Політики паролів: Використання складних паролів, їх регулярна зміна, заборона використання однакових паролів для кількох систем.

Виклики інформаційної безпеки:

• Зростання кіберзагроз – з розвитком технологій зростає кількість та складність атак.

• Інтернет речей (IoT) – поява великої кількості пристроїв, підключених до Інтернету, що може створити нові вразливості.

• Хмарні технології – збереження даних у хмарі потребує нових підходів до безпеки.

• Віддалена робота – використання особистих пристроїв і віддалених з'єднань збільшує ризики.

Інформаційна безпека захищає конфіденційні дані, зберігає репутацію організацій та особисту приватність, а також запобігає фінансовим втратам. В умовах цифровізації суспільства її важливість зростає, адже дані стають ключовим ресурсом у будь-якій сфері діяльності.

4. Навчання в Інтернеті

В освіті використовують інструменти навчання із застосуванням ІТ. Це і онлайн-курси, симулятори, тренажери, ігрові онлайн-світи. Це дає нові можливості: таким чином не тільки засвоюються нові знання, а й розвивається вміння працювати з інформацією. Уже стають популярними такі професії як тьютор, ментор старапів, розробник освітніх траєкторій.

Навчання в інтернеті (онлайн-навчання) стало одним з найпопулярніших і доступних способів здобуття знань у сучасному світі. Воно забезпечує гнучкість, різноманітність освітніх ресурсів і доступність для людей з різних куточків світу. Розглянемо основні можливості навчання в інтернеті:

Онлайн-курси охоплюють широкий спектр тем – від програмування і маркетингу до історії та мистецтва. Вони можуть бути як безкоштовними, так і платними. Деякі популярні платформи для онлайн-курсів:

• Coursera – співпрацює з університетами та компаніями для створення професійних курсів.

• edX – пропонує курси від відомих університетів, таких як Гарвард та MIT.

• Udemy – платформа з широким спектром навчальних курсів з різних тем, які створюють як експерти, так і ентузіасти.

• Skillshare – спеціалізується на творчих дисциплінах, таких як дизайн, ілюстрація, фотографія.

• Prometheus – українська платформа з курсами від університетів і експертів.

Масові відкриті онлайн-курси (MOOC) – це безкоштовні або платні курси, доступні для всіх охочих. Вони включають відеолекції, тести та завдання для самостійного виконання. Курси часто доповнюються спільнотами для обговорень і підтримки. Деякі курси можуть завершуватися сертифікатами, які визнаються на ринку праці.

Вебінари (інтерактивні онлайн-лекції або семінари) дозволяють слухачам взаємодіяти з викладачами в реальному часі. Вони є чудовим способом отримання актуальної інформації, нових навичок та можливістю спілкування з експертами. Вебінари проводять як освітні установи, так і компанії, що надають професійні послуги.

Платформи для дистанційного навчання (LMS – Learning Management Systems) – забезпечують організацію дистанційного навчання в школах, університетах або компаніях. Приклади таких платформ:

• Moodle – безкоштовна LMS, яка широко використовується в навчальних закладах.

• Blackboard – корпоративна платформа для управління навчанням.

• Google Classroom – платформа від Google для управління навчальними процесами.

Навчання через відеоуроки та освітні канали. На платформах, як-от YouTube, можна знайти безліч безкоштовних навчальних відео та лекцій на будь-які теми: програмування, кулінарія, дизайн, наука. Деякі відомі освітні канали:

• Khan Academy – відеоуроки з математики, фізики, хімії та інших дисциплін.

• TED-Ed – короткі лекції від експертів на різні теми, зокрема технології, освіта, наука.

Менторство та коучинг. Завдяки інтернету стало можливим знайти персональних наставників, які допомагають у професійному розвитку або особистісному зростанні. Ментори або коучі можуть проводити індивідуальні заняття через відеозв'язок, такі як Skype або Zoom, надаючи підтримку та поради.

Онлайн-університети та сертифікати. Багато університетів пропонують повні онлайн-програми для здобуття ступенів бакалавра, магістра або навіть доктора наук. Це дозволяє людям навчатися у престижних закладах, не покидаючи свою країну. Такі університети також надають офіційні сертифікати про завершення навчання.

Мобільні додатки для навчання. Існує багато мобільних додатків, які спрощують процес навчання, дозволяючи вивчати нові навички будь-де та будь-коли:

• Duolingo – для вивчення іноземних мов.

• Memrise – також для вивчення мов та розвитку пам'яті.

• Khan Academy – доступ до курсів і лекцій через мобільні пристрої.

Онлайн-спільноти та форуми, такі як Stack Overflow для програмістів або Reddit для різних тем, пропонують середовище для обміну знаннями та досвідом. Це гарна можливість навчатися від колег і брати участь в обговореннях з експертами у певній сфері.

Переваги навчання в інтернеті:

• Гнучкість: можливість навчатися у зручний час і темп.

• Доступність: відсутність географічних обмежень, можливість навчатися в будь-якому куточку світу.

• Широкий вибір: різноманіття курсів і програм на будь-який смак та рівень підготовки.

• Економія часу та коштів: зменшення витрат на транспорт, навчальні матеріали.

• Інтерактивність: можливість взаємодії з викладачами, однокурсниками через форуми, вебінари, чат.

Навчання в інтернеті – це сучасний спосіб розвитку, який відкриває безліч можливостей для саморозвитку, кар'єрного росту та отримання нових знань.

5. Поняття про штучний інтелект, інтернет речей

Штучний інтелект, або скорочено ШІ – це галузь комп’ютерних наук, яка фокусується на розробці машин і систем, здатних виконувати завдання, що зазвичай вимагають людського інтелекту, такі як навчання, розв’язання проблем і прийняття рішень.

Простими словами, штучний інтелект – це здатність машин виконувати завдання, які зазвичай вимагають людського інтелекту, такі як візуальне сприйняття, розпізнавання мови, прийняття рішень і мовний переклад. Це означає, що системи штучного інтелекту можуть аналізувати дані, навчатися на них і робити прогнози або приймати рішення на основі цього навчання, що дозволяє машинам виконувати завдання з більшою точністю, швидкістю та ефективністю, ніж люди.

ШІ можна розділити на кілька різних типів, кожен з яких має свою сферу застосування:

• машинне навчання,

• глибоке навчання,

• обробку природної мови,

• комп’ютерний зір.

Машинне навчання є, мабуть, найвідомішим типом ШІ й передбачає введення великих обсягів даних в алгоритм або модель, які потім вчаться робити прогнози або приймати рішення на основі цих даних. Процес машинного навчання включає кілька етапів, зокрема:

1.    підготовку даних,

2.    навчання моделі,

3.    оцінку моделі,

4.    розгортання.

Цей тип ШІ використовується в широкому спектрі застосувань, включаючи розпізнавання зображень, розпізнавання мови, обробку природної мови та предиктивну аналітику.

Глибоке навчання визначає машинне навчання на крок далі, використовуючи нейронні мережі для виявлення закономірностей у даних і підвищення точності з часом. Нейронні мережі розроблені таким чином, щоб імітувати роботу людського мозку, дозволяючи машинам навчатися і приймати рішення, так само як і люди. Глибоке навчання використовується в таких додатках, як розпізнавання зображень і мови, обробка природної мови та самокеровані автомобілі.

Обробка природної мови – ще один важливий аспект ШІ, що дозволяє машинам розуміти та інтерпретувати людську мову, а також генерувати природні відповіді. Ця технологія використовується в таких додатках, як віртуальні асистенти й чат-боти (наприклад ChatGPT), які можуть взаємодіяти з користувачами природним чином і надавати інформацію або допомогу.

Комп’ютерний зір – ще один тип ШІ, який набуває все більшого значення, дозволяючи машинам аналізувати візуальні дані, такі як зображення та відео. Ця технологія використовується в таких додатках, як безпілотні автомобілі та системи розпізнавання обличчя. Комп’ютерний зір включає кілька етапів, зокрема:

1. отримання зображень,

2. обробку зображень,

3. виокремлення ознак,

4. розпізнавання об’єктів.

ШІ настільки глибоко увійшов у повсякденне життя людства, що іноді ми його навіть не помічаємо. Потенційні можливості застосування штучного інтелекту величезні, і ми вже бачимо багато реальних прикладів того, як ця технологія використовується для покращення нашого життя.

• Персональні асистенти, такі як Siri та Alexa, використовують обробку природної мови, щоб розуміти наші запити й надавати інформацію або допомогу.

• Самокеровані автомобілі використовують комп’ютерний зір, щоб “бачити” дорогу попереду і приймати рішення про те, як нею рухатися.

• Системи виявлення шахрайства використовують машинне навчання для виявлення незвичайних шаблонів у фінансових даних, допомагаючи запобігти шахрайським діям.

• Медичні дослідження також отримують користь від ШІ: розробляються системи для аналізу даних про пацієнтів і прогнозування наслідків захворювань.

• У фінансовій сфері ШІ використовується для розробки моделей прогнозування цін на акції та інвестиційних можливостей.

• У маркетингу ШІ використовують для аналізу поведінки споживачів і персоналізації рекламних кампаній.

• У виробництві штучний інтелект використовується для оптимізації виробничих процесів і зменшення відходів.

• В освіті ШІ використовують для розробки персоналізованих навчальних програм і допомоги в оцінюванні.

Інтернет речей (англ. Internet of Things, IoT) – це концепція, за якою звичайні фізичні предмети оснащуються датчиками, мікроконтролерами, програмним забезпеченням та підключенням до інтернету, щоб збирати й обмінюватися даними.

Як це працює:

1. Пристрої та датчики – наприклад, термометр, годинник, що фіксують дані (температуру, рух, тиск, рівень заряду тощо).

2. Передача даних – пристрої надсилають інформацію через Wi-Fi, Bluetooth, мобільний інтернет або спеціальні протоколи (LoRa, Zigbee).

3. Обробка даних – інформація надходить у «хмару» або локальний сервер, де аналізується.

4. Дії та автоматизація – на основі даних приймаються рішення. Наприклад, «розумний дім» сам вимикає світло, коли нікого немає в кімнаті.

Приклади застосування: розумний дім, фітнес-браслети та розумні годинники, «розумні» світлофори, безпілотні авто, в промисловості використовуються датчики для контролю стану обладнання, енергоспоживання.

Питання для перевірки:

1. Яке суспільство називають інформаційним?

2. Назвіть основні етапи розвитку суспільства.

3. Яке суспільство називають постіндустріальним?

4. Назвіть характерні ознаки інформаційного суспільства.

5. Що називають даними?

6. Які процеси називають інформаційними? Наведіть приклади інформаційних процесів.

7. Що таке інформаційна система? Наведіть типовий склад інформаційної системи.

8. Що таке інформаційна технологія?

9. Що таке інформаційна безпека?

10.  На яких принципах базується інформаційна безпека?

11. Що таке фішинг, DDoS атака?

12.  Назвіть найпоширеніші методи захисту інформаційної безпеки.

13.  Наведіть приклади нових професій, пов’язаних з використанням ІТ-технологій.

14. Наведіть приклади відомих вам відкритих освітніх платформ.

15.  Чи існують україномовні відкриті освітні онлайн-курси? Якщо так, то назвіть їх.

16.  Що таке ШІ? Як ви використовуєте його у своїй діяльності?

17. Які види штучного інтелекту існують?

18. В яких сферах використовується ШІ зараз?

19. Що ви розумієте під терміном «інтернет речей»?

20.  Як працює технологія інтернету речей?

1. Білоусова Л., Муравка А.С., Олефіренко Н.В. Інформатика 10-11: Навчальний посібник. Харків: Факт, 2009. 352 с. Режим доступу до файлу: https://kafinfo.org.ua/informatyka/informatyka1011

2. Морзе Н., Барна О. Інформатика (рівень стандарту) : навч. посіб. Київ : УОВЦ «Оріон», 2019. 240 с.

3. Інформатика (рівень стандарту) : навч. посіб. / О. Бондаренко та ін. Харків : Вид-во "Ранок", 2018. 175 с.