Современное информационное пространство
Современное информационное пространство — это совокупность людей, организаций, устройств, сетей и цифровых сервисов, между которыми создаётся, передаётся, хранится и обрабатывается информация. Чтобы уверенно решать задания ЕГЭ-1 и ЕГЭ-13, важно различать участников информационных процессов, источники данных и способы представления информации.
Что кіреді в информационное пространство
Информационное пространство шире, чем Интернет. Интернет является важной частью цифровой инфраструктуры, но в информационные процессы входят также локальные сети, мобильная связь, телевидение, радио, печатные издания, архивы, базы данных и устройства пользователей.
Информационное пространство — это среда, в которой информация создаётся, собирается, представляется, хранится, передаётся, обрабатывается и используется участниками информационных процессов.
- Участники: люди, семьи, школы, компании, государственные организации, научные учреждения и сетевые сообщества.
- Источники данных: документы, сообщения, книги, изображения, аудио- и видеозаписи, датчики, камеры, спутники и результаты измерений.
- Технологии: компьютеры, смартфоны, серверы, базы данных, облачные сервисы, алгоритмы поиска и средства связи.
- Каналы передачи: кабельные и беспроводные сети, оптоволокно, сотовая связь, Wi-Fi, спутниковые каналы и цифровое телевидение.
- Получатели: отдельные пользователи, группы людей, автоматические системы и программы.
Одна и та же система может выполнять разные роли. Например, смартфон является источником данных, когда снимает видео, средством обработки, когда сжимает файл, и получателем, когда показывает сообщение.
Участники и информационные процессы
В информационном процессе обычно выделяют источник, сообщение, канал связи и получателя. Источник формирует сообщение, канал переносит его, а получатель принимает и интерпретирует. При передаче цифровой информации сообщение представляется последовательностью кодов — например, битами или байтами.
При анализе информационной ситуации задайте четыре вопроса: кто создаёт данные, что именно передаётся, по какому каналу это происходит и кто получает результат. Если данные изменяются по пути, отдельно укажите этап обработки или кодирования.
| Участник или объект | Роль в информационном пространстве | Пример |
|---|---|---|
| Пользователь | Создаёт, получает и обрабатывает информацию | Пишет сообщение и читает ответ |
| Сайт или приложение | Предоставляет данные и выполняет обработку | Показывает расписание |
| Сервер | Хранит и передаёт данные | Отправляет файл сұраныс бойынша |
| Датчик | Автоматически собирает сведения | Измеряет температуру |
| Сеть | Передаёт данные между узлами | Доставляет пакет от телефона к серверу |
Важна и обратная связь: получатель может ответить, изменить запрос или отправить новые данные. Так работают поисковые системы, социальные сети, электронная почта и системы управления.
Данные, информация и цифровое представление
Данные — это сведения, представленные в форме, пригодной для хранения и обработки. Информация возникает для получателя тогда, когда данные уменьшают неопределённость или помогают сделать вывод. Один и тот же набор данных может быть полезен одному человеку и не иметь смысла для другого.
Цифровые данные — это данные, представленные с помощью конечного набора символов и пригодные для обработки вычислительной техникой. В двоичных системах основными символами являются 0 и 1.
Минимальная единица цифровой информации — бит. Один бит принимает одно из двух значений: 0 или 1. Восемь битов образуют байт. Текст, изображение, звук и видео имеют разные способы кодирования, но внутри компьютера представлены двоичными последовательностями.
В формуле \(I=\log_2 N\) величина \(N\) — число равновероятных нұсқа сообщения, а \(I\) — количество информации в битах. Если каждый символ выбирается из алфавита мощностью \(N\), то фиксированный двоичный код для бір символа требует \(I\) бит, когда значение логарифма целое.
С помощью \(k\) двоичных разрядов можно записать \(2^k\) различных комбинаций. Поэтому для кодирования \(N\) нұсқа требуется не менее \(k=\lceil\log_2 N\rceil\) бит на нұсқа при равномерном фиксированном коде.
Сколько различных сообщений можно закодировать последовательностями длины 4 бита?
Источники данных и современные технологии
Данные поступают в информационное пространство из двух основных типов источников. Человек создаёт тексты, фотографии, записи, оценки и запросы. Автоматические источники собирают сведения без постоянного участия человека: датчики транспорта, метеостанции, камеры, счётчики, навигационные устройства и медицинские приборы.
- Пользовательские данные: сообщения, фотографии, запросы, отзывы, настройки и действия в приложениях.
- Открытые данные: опубликованные расписания, статистика, карты, научные результаты и государственные наборы данных.
- Машинные данные: журналы работы программ, сетевые пакеты, показания датчиков и сведения о состоянии оборудования.
- Мультимедийные данные: текст, растровые и векторные изображения, звук и видео.
Технологии обработки позволяют сортировать, искать, копировать, изменять и анализировать большие объёмы данных. Облачные сервисы хранят данные на удалённых серверах, а пользователь получает к ним доступ через сеть. Базы данных организуют сведения так, чтобы быстро находить записи по заданным условиям.
При работе с изображениями используют объекты векторного изображения и растровое представление. Цвет кодируется с помощью палитры изображения, а размер файла можно уменьшить с применением степени сжатия информации. Для текстов и последовательностей применяются разные методы кодирования, включая кодирование Хаффмана.
Разобранный пример: объём цифровой фотографии
Фотография имеет разрешение 800×600 пикселей. Для каждого пикселя используется 24 бита. Найдите объём несжатого изображения в байтах и килобайтах, считая \(1\ \text{Кбайт}=1024\ \text{байта}\).
Жауабы: \(1\,440\,000\) байт, или \(1406{,}25\) Кбайт. Если в условии указано сжатие, сначала вычисляют объём несжатых данных, а затем применяют коэффициент или степень сжатия именно в том виде, в каком они определены в задаче.
В задачах ЕГЭ-13 особенно важно следить за единицами измерения, основанием системы счисления и тем, относится ли число бит к одному символу, пикселю или всему файлу. Полезно выписывать промежуточные величины: количество элементов, бит на элемент, общий объём в битах и итоговую единицу.
Безопасность и качество информации
Современное информационное пространство создаёт не только удобства, но и риски. Данные могут быть потеряны, искажены, украдены или распространены без согласия владельца. Поэтому применяют резервное копирование, пароли, шифрование, антивирусную защиту и разграничение прав доступа.
Не смешивайте понятия «Интернет» и «информационное пространство»: Интернет — только одна из его частей. Не считайте любой найденный текст достоверной информацией. Не путайте бит и байт, разрешение изображения и объём файла, а также коэффициент сжатия и размер после сжатия. В вычислениях всегда проверяйте единицы.
- Проверьте источник и дату создания данных.
- Сравните важные сведения с независимыми источниками.
- Не передавайте пароли и персональные данные неизвестным сервисам.
- Учитывайте авторские права и правила использования материалов.
Связь с кодированием информации
Любая передача цифровых данных требует кодирования. Для сообщения выбирают алфавит, таблицу соответствий или алгоритм. Если коды имеют переменную длину, необходимо обеспечить однозначность декодирования. Для анализа структуры кодов используют дерево кодирования. При работе с числами встречаются специальные способы, например представление вещественных чисел и дополнительный код для отрицательных целых чисел.
В задаче сначала определите, что является объектом кодирования: символ, пиксель, запись, файл или сообщение целиком. Затем выясните количество вариантов и единицу ответа. Только после этого выбирайте формулу и выполняйте перевод битов, байтов, Кбайт или Мбайт.
Проверь себя
Главное
- Информационное пространство включает участников, источники данных, устройства, программы, сети и сервисы, а Интернет является только его частью.
- Информационный процесс описывают через источник, сообщение, канал, получателя и, при необходимости, обработку.
- Цифровые данные кодируются битами; \(1\) байт равен \(8\) битам, а \(k\) бит дают \(2^k\) комбинаций.
- В задачах на объём данных сначала считают число элементов и объём на один элемент, затем переводят единицы.
- Надёжность и безопасность данных требуют проверки источника, резервного копирования, защиты доступа и внимательного отношения к персональным данным.