Информационные объекты различных видов

Информационный объект представляет собой обобщенное понятие, с помощью которого можно описать разные виды материальных объектов. Под ними можно подразумевать процессы, явления, обладающие материальными либо нематериальными свойствами.

Все информационные объекты классифицируют по видам рассматриваемых объектов, виду изображения, наличию (отсутствию) звука. Проанализируем некоторые варианты подобного подразделения. Так, простой информационный объект можно рассмотреть как изображение, число, звук, текст. Для комплексных вариантов характерно присутствие гипертекста, таблиц, базы данных, гипермедиа.

Любой информационный объект предполагает наличие определенных сведений. Например, дерево имеет генетическую информацию, перенос которой позволяет получать через определенный временной промежуток от маленького семечка взрослое дерево. В качестве основного источника информации в такой ситуации выступает воздух. В зависимости от его состояния дерево определяет время для распускания почек, появления зеленых листьев. Отдельные стаи перелетных птиц прекрасно знают свои маршруты, при перелетах они им четко следуют, не сбиваются с намеченного пути.

Рассматривая различные виды информационных объектов, отметим, что человек всегда искал способы для сохранения каких-то важных сведений о явлении, объекте. Мозг отвечает за разнообразную информацию, им применяются свои способы передачи данных другим людям. Основой для этого может быть двоичный код, что аналогично современным персональным компьютерам. Для того чтобы объект информационного процесса был использован по назначению, в настоящее время можно выбрать несколько видов его передачи и длительного хранения. Помимо собственной памяти, можно размещать важную информацию на разнообразных магнитных носителях.

Любой информационный объект можно сохранить разными способами. Самым простым является графический либо изобразительный вид. Именно так первобытные люди пытались передавать из поколения в поколение информацию о природных явлениях, объектах. До нашего времени сохранить некоторые наскальные рисунки, сделанные первобытными людьми. Потом их сменили картины, схемы, фотографии, чертежи.

Также можно сохранить объект информационных технологий с помощью звуков. В окружающем человека мире существует множество звуков, которые можно хранить и тиражировать. В 1877 году было придумано специальное звукозаписывающее устройство. В качестве разновидности звуковой информации можно рассмотреть музыкальное кодирование. Оно предполагает шифрование с помощью определенных символов звуков, последующую передачу текста посредством звуков (в виде мелодии).

Передача информации в виде текста. Такой вид кодирования человеческой речи посредством специальных символов – букв - применяется различными народами. Каждая национальность имеет свой язык, использует определенные наборы букв (алфавиты), благодаря которым отображается речь. В результате данного вида кодирования информации появилось первое книгопечатание. Количественной мерой объектов и их характеристик в современном мире выступает числовая передача информации. С появлением торговли, денежного оборота, экономики данный вид информационных объектов стал особенно актуальным и востребованным. Системы числовой кодировки могут быть разными.

Среди распространенных вариантов в наши дни отметим видеоинформацию. Она подразумевает сохранение определенной информации в виде «живых» картин. Такой способ кодировки стал возможен только после появления кино. Но, несмотря на то что большинство информационных объектов можно каким-либо образом передавать другим поколениям, даже в нашем веке компьютерных технологий остались такие источники, для которых пока не изобретены способы сохранения, кодировки, трансляции информации. В качестве наглядного примера рассмотрим тактильную информацию. Речь идет о передаче органолептических качеств, ощущений, запахов, вкусов. Тактильные ощущения невозможно представить в кодированном виде, можно только словами передать свои ощущения и эмоции.

До того как было изобретено электричество, на большие расстояния важную информацию передавали с помощью кодированных световых сигналов. Затем процедура была существенно упрощена, на смену сложным сигналам пришли радиоволны.

Двоичная кодировка как способ передачи информации

Создателем такой теории, т. е. основоположником современной цифровой связи является Клод Шеннон. Именно им была обоснована возможность использования двоичного кода для трансляции информации. После появления компьютеров (ЭВМ) сначала было разработано средство для проведения обработки числовой информации. По мере совершенствования персональных компьютеров варианты обработки, поиска, передачи числовой, звуковой, изобразительной информации существенно изменились.

Любая информация внутри компьютера хранится и обрабатывается в виде длинного кода, состоящего всего из двух символов. Этот код называется двоичным или бинарным.. В форме бинарного кода хранятся не только текстовые данные, но и программы, музыка, изображения и даже видео высокой четкости. Перед выводом информации на экран, в аудиосистему или распечатыванием, компьютер "переводит" ее в понятный человеку язык. Но внутри компьютера она хранится и обрабатывается исключительно в виде двоичного кода.

Людям проще всего создавать приборы, принимающие одно из двух состояний: лампочка горит или нет, магнитное поле есть или его нет и т.д. И значительно сложнее, например, заставить лампочку в разных ситуациях светиться одним из 10 цветов. Не говоря уже о 10 миллионах цветов, воспринимаемых человеком. В технике намного удобнее иметь дело с множеством простых элементов, чем с небольшим количеством сложных.

Чтобы иметь возможность хранить и обрабатывать информацию техническими средствами, люди решили переводить ее на максимально простой "язык", состоящий всего из двух "букв" – так называемый двоичный или бинарный код. Используя разные комбинации большого количества двух символов, в бинарном коде можно зашифровать любую числовую, текстовую, звуковую или графическую информацию. Компьютер же является ничем иным, как машиной, предназначенной для хранения и обработки информации в таком виде.

Перевод данных в двоичный код называется кодированием. Противоположный процесс, в результате которого бинарный код превращается в привычную для людей информацию, называется декодированием.

Компьютер осуществляет кодирование "на лету" при получении данных извне: ввод текста пользователем с клавиатуры, запись видео с веб-камеры, запись звука с микрофона и т.д. Перед выводом информации на экран, в аудиосистему или же ее распечатыванием, происходит обратный процесс (декодирование).

С технической стороны компьютерный двоичный код реализуется наличием или отсутствием определенных свойств (импульсов) у мельчайших запоминающих элементов. Эти импульсы могут быть следующими.

Фотооптический

Поверхность любого оптического диска (CD, DVD или BluRay) состоит из спирали, которую формируют мелкие отрезки. Каждый из них может быть либо темного, либо светлого цвета. Диск быстро вращается в дисководе. На его спиральной дорожке фокусируется лазер, отражение которого попадает на фотоэлемент. Темные участки спирали поглощают свет и не передают его на фотоэлемент, светлые – наоборот, отражая свет, передают импульс фотоэлементу. В результате фотоэлемент получает информацию, зашифрованную в дорожке диска в виде темных и светлых точек.

Магнитный

Внутри жесткого диска находится быстро вращающаяся пластина. Вся ее поверхность тоже представляет собой спираль, состоящую из последовательности миллионов мелких участков. Каждый из них является элементом, который может принимать одно из двух состояний: "намагниченное", "ненамагниченное". Эти элементы и формируют двоичный код, в котором кодируется какая-то информация. Считывание состояния элементов осуществляется специальной головкой, которая быстро движется по поверхности пластины.

Электрический

Оперативная память компьютера является микросхемой, состоящей из миллионов маленьких ячеек, созданных из микроскопических транзисторов и конденсаторов. Каждая такая ячейка может либо содержать электрический заряд, либо нет. Комбинации заряженных и разряженных ячеек оперативной памяти и формируют в ней двоичный код.

В аналогичной форме информация хранится и в других запоминающих микросхемах (флешки, SSD-носители и др.). Процессор компьютера обрабатывает двоичный код тоже в виде электрических импульсов.

Иногда можно встретить ошибочное мнение, что бинарный код внутри компьютера записан в виде обычных нулей и единиц. Это следствие непонимания технической стороны вопроса. Привычных для человека нулей и единиц в компьютере нет. "Символами" компьютерного двоичного кода является наличие или отсутствие у мельчайшего запоминающего элемента определенного свойства. Чтобы было нагляднее, в учебных материалах отсутствие у элемента такого свойства лишь условно обозначают нулем, а его наличие – единицей.

Единицы компьютерной информации

Бинарный код внутри компьютера хранится в виде комбинаций большого количества элементов, каждый из которых может иметь одно из двух состояний. Такой мельчайший элемент, участвующий в формировании бинарного кода, называется битом. Битом является, например, каждая темная или светлая точка дорожки оптического диска, каждая запоминающая ячейка оперативной памяти компьютера и т.д.

Чем больше битов содержит какой-то носитель, тем больше информации на нем можно закодировать. К примеру, оптический диск типа "CD" может содержать около 6 млрд. битов. Жесткий диск - в десятки раз больше. Но каждый отдельный бит сам по себе не имеет практической ценности. Для кодирования информации используются блоки из нескольких битов.

Представим, например, что в каком-то запоминающем устройстве содержится только один бит. В нем можно будет закодировать всего одно из двух состояний чего либо, например, одну из двух цифр или один из двух цветов. Понятное дело, что практическая ценность такого носителя минимальна.

Блок из 2 битов может принимать одно из 4 состояний

В 3-хбитном блоке можно закодировать одно из 8 состояний

8-битный блок может принимать 256 разных состояний. Это уже достаточно существенная частичка двоичного кода, позволяющая отобразить один из значительного количества вариантов.

Например, каждому состоянию 8-битного блока можно сопоставить какую-то букву. Вариантов, а их 256, будет достаточно для кодирования всех русских букв, включая строчные и прописные их варианты, а также всех знаков препинания. Заменяя каждую букву соответствующим 8-мибитным блоком, из двоичного кода можно составить текст. Этот принцип и используется для записи в компьютере текстовой информации.

8-битная ячейка имеет вполне реальную практическую ценность. Поэтому ее и решили считать минимальной единицей компьютерной информации. Эта единица получила название байт.

Текстовые файлы состоят из сотен, тысяч или даже десятков тысяч букв. Соответственно, для их хранения в двоичном коде требуются сотни, тысячи или десятки тысяч байтов.

Поэтому на практике гораздо чаще приходится имеет дело не с байтами, а с более крупными единицами:

  • килобайтами (1 килобайт = 1024 байт);

  • мегабайтами (1 мегабайт = 1024 килобайт);

  • гигабайтами (1 гигабайт = 1024 мегабайт);

  • терабайтами (1 терабайт = 1024 гигабайт).

И в заключении можно сделать вывод, что любой информационный объект имеет определенные потребительские характеристики. Можно с ним совершать определенные действия, например применять как программное средство компьютера. Информацию на цифровом носителе можно рассматривать как самостоятельную информационную единицу (папку, архив, файл). При умелом и своевременном применении различных информационных объектов можно создавать комплексное впечатление о рассматриваемом природном или общественном процессе, явлении, а также определять пути последующего развития, модернизации анализируемого явления.