Что такое система информационные процессы

Что такое система информационные процессы

В окружающем нас мире протекают различные процессы. Такие, например, как распускание почек на деревьях, общение дельфинов между собой, строительство дома людьми, чтение газеты человеком. Все эти процессы можно считать информационными процессами, рассматривая их с точки зрения последовательности действий, происходящих с информацией. Например, восприятие деревом информации о состоянии окружающей среды (температура воздуха и почвы, длительность светового дня и т.д.) влечет за собой распускание почек. При строительстве дома люди получают информацию о конструкции дома, о взаимосвязи его отдельных блоков. Учитывая полученную информацию, строители принимают решения и выполняют определенные действия.

Информационные процессы могут быть как целенаправленными, так и случайными. Объясняя новый материал, учитель целенаправленно передает информацию учащимся, а учащиеся воспринимают ее с целью достижения определенных результатов в обучении. В то же время человек может непроизвольно запомнить слова популярной песни или текст рекламного ролика без какой-либо определенной цели.

Человеческое общество, являющееся социальной системой, так же нельзя представить без информационных процессов. Люди постоянно общаются друг с другом, обмениваются информацией – новостями, фактами или идеями. Такие информационные процессы, как правило, являются двусторонними, поскольку человек не только получает информацию, но и сообщает ее, контактируя с другими людьми.

Искусственные информационные процессы происходят в социотехнических и технических системах. Это процессы, которые искусственно порождаются людьми с помощью разнообразных технических устройств для осуществления различных действий с информацией.

В работе с информацией человеку часто помогают технические устройства, что позволяет говорить об информационных процессах в социотехнических системах, в которых люди и техника взаимодействуют между собой. Примером социотехнической системы является экипаж и самолет. Получая информацию с помощью бортовых приборов, пилоты управляют самолетом.

Внимательно изучая действия с информацией, можно заметить сходство информационных процессов, происходящих в биологических, социальных, социотехнических и технических системах.

Получение информации осуществляется человеком с помощью органов чувств. Однако для получения объективной информации, а не субъективной – «на глаз» люди изобрели различные приборы, которые позволяют более детально познавать окружающий мир. Для этого человек использует термометр, барометр, весы, микроскоп и многие другие технические средства.

Поиск информации можно провести оперативно, если инфор­мация упорядочена. Использование человеком методов поиска позволяет быстрее находить необходимую информацию. Найти номер телефона в телефонной книжке будет намного проще и быстрее, если такая книжка имеет алфавитный указатель, а человек умеет им пользоваться.

Кодирование информации неотъемлемо от человеческой речи. Устную речь человек кодирует с помощью фонем (звуков), письменную речь — с помощью символов. С помощью специальных кодов люди стремятся компактно представить информацию (стенографическая запись, идеограммы), представить ее в форме, удобной для передачи или хранения (азбука Морзе), а также защитить информацию с помощью криптографических секретных кодов (шифр Цезаря, шифр Виженера).

Защита информации, являющейся стратегическим ресурсом современного общества, необходима для предотвращения ее потери, искажения, умышленного уничтожения и незаконного использования. Существуют различные способы защиты информации. Например, может быть организована техническая защита каналов связи, по которым передается информация, дублирование блоков информации или защита информационных хранилищ от несанкционированного доступа с помощью пароля.

К информационным процессам также можно отнести сбор, отбор, преобразование, расшифровку, размещение, структурирование, анализ, сравнение и др. Все информационные процессы взаимосвязаны между собой. Например, защита информации может осуществляться с помощью процесса кодирования, а кодирование информации невозможно без процесса обработки. Обработка информации является важной частью процесса поиска, а поиск информации подразумевает процесс передачи. Передача информации невозможна без хранения, а хранение информации дает возможность ее получения. Каждый информационный процесс, в том числе хранение, обработка и передача информации, является не одним действием, а совокупной последовательностью действий.

Источник

Информационный процесс, понятие

Определение информационного процесса

Информационный процесс — процесс получения, создания, сбора, обработки, накопления, хранения, поиска, распространения и использования информации. [1]. Люди знакомые с информатикой, конечно же, знают этот термин, да и не только они. Вполне можно утверждать, что информационные процессы являются основой той жизни, которую мы знаем. В этой статье представлены основные алгоритма информационного процесса, различные формы его исполнения.

Информационный процесс как научное понятие

Любые действия, производимые с информацией, называются информационными процессами. Основную роль тут играют сбор, обработка, создание, сохранение и передача информации. На протяжении всей своей истории человечество развивала эти и другие процессы, а так же смежные отрасли. Одним из основных критериев развития общества было именно совершенствование информационных процессов. Искусство, религия, письменность, шифрование, книгопечатание, авторское право, телеграф, радиоэлектроника, компьютеры, интернет – это лишь основная часть достижений человечества в области работы с информацией.
Нужно отметить, что несмотря на кажущуюся определенность, научном сообществе не прекращаются споры об универсальности самого термина «информация». В частности, «информация» не синоним «данным», хотя в разговорной речи зачастую это и так. «Данные» это интерпретированная, обработанная и зарегистрированная в понятном виде информация, продукт информационного процесса [2]. То есть, информация это ресурс, данные это конечный, обработанный продукт прошедший обработку информационным процессом. Но как и любой продукт, данные потребляются для получения какого-то результата. В самом простом виде, можно представить такую схему:

Информационные процессы присущи всем биологическим организмам на планете, от простейших до человека. Но человек создал вычислительные системы и специфические каналы информации, которые породили особый их вид — информатику. Несмотря на единую схему алгоритма информационного процесса, как в природе, так и в информатике, они достаточно сильно различаются по своей сути. И различия, в первую очередь, в интерпретации.
В частности, если поместить в комнату человека, собаку, змею, цветок и через громкоговоритель дать голосовой сигнал, реакция у всех будет принципиально разная, а значит из одной и той же информации, каждый обработчик выдаст совершенно разные данные. В частности собака и змея обе способны слышать, но если собака хоть как-то может понимать команды человека, то змея на это неспособна. Цветок вообще не сможет даже воспринять звуковой сигнал, хотя в принципе он способен получать и обрабатывать информацию — некоторые растения могут даже двигаться вслед за солнцем или если их потревожить. Итак, следующей схемой является возможность интерпретации:

Основные элементы информационного процесса

Информационный процесс – это последовательные действия выстроенные в алгоритм, совершаемые с информацией, представленной в любом виде (цифровые/аналоговые данные, слухи, теории, факты, наблюдения и т.п.) для достижения некой цели (любой). Данный алгоритм состоит из ряда шагов, которые могут значительно отличаться в той или иной ситуации, но общая концепция выглядит следующим образом:

Основные виды информационных процессов

Сбор информации. Нахождение и сбор первичной информации, извлечение ее из ее «среды». Иногда, возможно даже без конкретной итоговой цели. Полученная в итоге сбора информация может быть использована различными обработчиками с различной целью. Так археологи, ведущие раскопки собирают все найденные ими предметы, которые покажутся им интересными, но лишь после тщательного анализа они превратятся в какие-то научные данные, причем итог анализа может оказаться совершенно неожиданным, а так же кроме осколков древних кувшинов могут быть обнаружены залежи полезных ископаемых.

Поиск информации. Нахождение более-менее конкретной информации по определенному вопросу с конкретной целью из конкретных источников. При этом поиск происходит среди ранее кем-то собранной и возможно обработанной информации, а не из «среды». Для поиска в основном используются различные базы данных (места хранения информации), например вопрос к поисковой сети «как варить борщ».

Обработка информации. Совокупность действий направленных на то или иное преобразование исходной информации в новую. Вероятно самый важный и сложный информационный процесс. Хотя, иногда в обществе может быть сложно отличить его от других, например от представления информации, но у обработки информации всегда есть задача добиться чего-то нового от уже существующей информации, фактически создать новый информационный объект. Писатель, записывающий свои мысли на бумагу фактически ведет представление информации, но вот обработка прошла в его мозгу чуть раньше — из собственных знаний, опыта и эмоций он создал слова, которые в итоге представил в виде текста.

Представление информации. Изменение исходной информации в вид удобный и актуальный для ее использования в текущей ситуации. Наиболее часто встречается в информатике — в памяти компьютера вся информация храниться в виде двоичного кода, но пользователю представляется в виде графических данных и звуков. Но и человек очень часто представляет информацию, например, в виде составления картотек из разрозненных документов, переводя иностранные тексты или играя музыку по нотам на бумаге.

Хранение информации. Возможно, наиболее широко используемый вид информационного процесса. Так или иначе, все биологические объекты хранят информацию, хотя бы в виде генома. Хранение информации разделяется на два основных вида — долговременное и кратковременное. Предназначены они, само собой для совершенно разных целей. Под хранение информации может подходить только те действия, которые в итоге должны приводить к повторному использованию сохраненной информации.

Передача информации. Доставка информации от источника к потребителю без фактического участия передающего в каких-либо других частях информационного процесса. В качестве передатчика может выступать совершенно любой объект, как биологический (гонец с депешей, собака лающая на чужого во дворе), так и любые физические носители или ретрансляторы (книга, радиопередатчик, флеш-карта). Передача информации не всегда тождественна коммуникациям, в виду того что здесь передающий объект выступает лишь инструментом.

Защита информации. Любые действия, использующие какие-то дополнительные средства для защиты информации от использования другой стороной. Защита информации актуальна лишь в сложных информационных системах со многими участниками, в виду туго, что она нужна исключительно для того чтобы не дать нежелательному элементу воспользоваться некой информацией. Фактически единственный способ защиты информации это шифрование того или иного рода. Скрывание информации было бы неверно называть способом ее защиты, так как сокрытая информация и не требует защиты, ибо не участвует ни в каком процессе.
Использование информации. Самый объемный информационный процесс. Являет собой обоснованное принятие решений в разных видах человеческой деятельности в самом широком смысле.

Источник

Основные информационные процессы

Что такое информационные процессы

В современном мире информация и информационные процессы, как правило, ассоциируются с развитием технологий и интернета. Однако значение этих понятий намного шире и многогранней. Совершенствование информационных процессов является одним из определяющих факторов развития общества, свойственных не только человеческому миру. Они участвуют в жизни всех биологических организмов на планете и существуют на всех уровнях живой материи.

Информационные процессы — это любые действия, заключающиеся в получении, создании, сборе, передачи, хранении и обработке информации.

С середины 20 века под информацией стали понимать и передачу сигналов в животном и растительном мире.
С развитием науки человечество создало вычислительные системы и каналы информации, которые заложили основу новой области знания — информатики.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Информатика — это наука, занимающаяся изучением информации, ее структуры, свойств, видов и методов передачи, в том числе с применением вычислительной техники.

Свойства информации

Информационные процессы могут быть естественными и искусственными.

Первые свойственны биологическим и социальным системам. К естественным процессам, например, относится наследие генов у предшествующих поколений. В общественной жизни человека процессы этого вида отражаются в беспрерывном круговороте информации в мире: люди передают друг другу сведения, новости, мысли.

Искусственные процессы происходят в системах, которые созданы людьми. Технические оборудования позволяют автоматизировать информационные процессы, увеличить скорость передачи и эффективность. Так, компьютеры или телефоны упрощают этапы информационного процесса, термометр, микроскоп и весы точно и объективно доставляют исходные данные об окружающем мире.

Любая информация обладает рядом свойств, определяющих ее характер:

Основные элементы

Выделяют четыре основных элемента информационных процессов:

Получение информации заключается в сборе сведений об интересующем объекте или предмете из конкретных источников. Определение источника зависит от целей субъекта. В зависимости от его задач, данные могут быть извлечены из различных хранилищ, через СМИ, общение и т. д. Главную роль в этом процессе играют органы чувств. При этом достижения научного прогресса сегодня позволяют получать и ту информацию, которая недоступна человеческому восприятию в обычных условиях. Для этого применяются различные приборы и устройства: бинокль, телескоп, различные датчики и т. д.

Сущность анализа заключается в преобразовании полученных сведений с помощью редактирования, каталогизации, сортировки, численных расчетов в данные и упорядочивание согласно определенным принципам. В результате анализа человек формирует свое отношение к конкретному предмету или явлению.

Сохранение информации необходимо для долгосрочного использования и дальнейшей передачи. Человек хранит информацию как в собственной памяти, так и во внешней. К внешним хранилищам можно отнести книги, заметки в тетрадях, компьютеры, телефоны, флэшки и другие носители. Чтобы ускорить доступ к информации, ее систематизируют в виде каталогов, отдельных папок, списков.

Коммуникация представляет собой процесс передачи данных от адресанта к адресату. Этот этап необходим для распространения и сбора информации. Именно коммуникации делают информационный процесс уникальным и выделяют его среди других подобных процессов, протекающих в неживой природе.

Все информационные процессы основаны на передаче информации кому-либо другому — человеку или специальному устройству для дальнейшего использования. Люди передают друг другу информацию через речь, жесты, мимику и другие общеизвестные сигналы. На дальние расстояния информация распространяется через технические каналы связи: телефон, радио, телекоммуникационные сети.

Основные виды информационных процессов

Основные виды информационных процессов находятся друг с другом в тесной взаимосвязи и играют важную роль в деятельности человека. К ним относятся:

Сбор информации, как правило, предваряет решение любой задачи. Процесс включает в себя нахождение, сбор и извлечение первичных данных. Например, при покупке смартфона, вы скорее всего прочитайте в интернете отзывы о нем или захотите узнать мнение знакомых, которые уже им пользуются, чтобы не прогадать. Перед тем как выбрать подарок на день рождения, желательно знать, чем интересуется именинник и что ему может прийтись по вкусу.

Для сбора информации применяются различные измерительные приборы: чтобы узнать точную температуру воздуха, вам достаточно взглянуть на термометр.

Поиск информации заключается в извлечении хранимых данных, необходимых для достижения конкретной цели. В поиске можно использовать:

Обычно применяются сразу несколько методов одновременно, что позволяет получить более полную информацию.

При обработке происходит изменение информации и ее преобразование в новую. Этот вид информационного процесса считается самым важным и сложным. Обработка происходит по определенным правилам. В результате исходные сведения перетекают в содержательно новые данные, представленные в иной форме. К примеру, художники преобразуют свой прошлый опыт, знания и мысли в картины, которые по сути основаны на обработке уже имеющейся информации.

Представление информации нужно для приведения материала в более удобный вид в зависимости от ситуации и адресата. Например, исходные данные, которые в памяти компьютера представлена в форме двоичного кода, для пользователя преобразуется в графические данные и звуки. Для большей доступности на разные языки переводят книги и фильмы.

Хранение информации подразумевает последующую обработку и передачу полученных данных. Развитие технологий позволяет хранить огромное количество сведений на различных электронных носителях: флэшках, жестких дисках, базы данных, интернет и т. д.

Передача информации имеет двусторонний характер от источника к приемнику и всегда проходит через определенные каналы. В разговоре между людьми каналом передачи являются звуковые волны, а если общение по телефону — система связи.

Защита информации применяется, когда необходимо ограничить доступ к данным посторонним субъектам. Для обеспечения безопасности в сложных информационных системах применяют метод шифрования.

Развитие информационных процессов

В становлении и развитии информационных процессов выделяют несколько крупных этапов:

В настоящее время мир также находится на очередном этапе совершенствования информационных процессов, который обусловлен активным развитием и распространением технологий.

Примеры информационных процессов в повседневной жизни

В повседневной жизни человек ежедневно сталкивается с информационными процессами, и сам активно участвует в передаче и преобразовании информации. Общение, социализация и то, как мы познаем мир — все это невозможно без постоянного обмена информацией. Информационные процессы играют немаловажную роль и в животном мире. Даже дереву для роста необходимо получать сведения об окружающей среде: температуре воздуха, почвы, длительности светового дня.

С большой скоростью информация развивается в технической сфере. Устройства, разработанные человеком, автоматизируют информационные процессы и обработку данных. Это позволяет тиражировать исходные данные и делает их доступнее. Сейчас вместо того, чтобы часами копаться в книгах в поисках нужного рецепта, достаточно вбить свой запрос в поисковое окно и интернет мгновенно откроет доступ к тысячам сайтов с рецептами.

Источник

Информационные процессы в системах

5. Информационные процессы в системах (10 кл)

Что такое система

Системология — наука о системах. Наш мир наполнен многообразием различных объектов. Нередко мы употребляем понятия «простой объект», «сложный объект». Сложный объект состоит из множества простых. И чем больше в нем «деталей», тем предмет сложнее. Например, кирпич — простой объект, а здание, построенное из кирпичей, — сложный объект. Или еще: болт, колесо, руль и другие дета­ли автомобиля — простые объекты, а сам автомобиль, собранный из этих деталей, — сложное устройство. Система — это сложный объект, состоящий из взаимосвязанных частей (элементов) и существующий как единое целое. Всякая систе­ма имеет определенное назначение (функцию, цель).

Рассмотрим кучу кирпичей и дом, построен­ный из этих кирпичей. Как бы много ни было кирпичей в куче, ее нельзя назвать системой, потому что в ней нет единства, нет целесооб­разности. А жилой дом имеет вполне конкрет­ное назначение — в нем можно жить. В кладке дома кирпичи определенным образом взаимосвязаны, в соответствии с конструкцией. Конечно, в конструкции дома кроме кирпичей имеется много других деталей (доски, балки, окна и пр.), все они нужным образом соединены и образуют единое целое — дом.

Вот другой пример: множество велосипедных деталей и собранный из них велосипед. Велосипед — это система. Его назначение — быть транс­портным средством для человека.

Первое главное свойство системы — целесообразность. Это назначе­ние системы, главная функция, которую она выполняет.

Всякая система определяется не только составом своих частей, но так­же порядком и способом объединения этих частей в единое целое. Все час­ти (элементы) системы находятся в определенных отношениях или связях друг с другом. Здесь мы выходим на следующее важнейшее понятие системологии — понятие структуры.

Структура — это порядок связей между элементами системы. Структура — это внутренняя организация системы. Из тех же самых кирпичей и других деталей кроме жилого дома можно построить гараж, забор, башню. Все эти сооружения строятся из одних и тех же элементов, но имеют разную конструкцию в соответствии с назначением сооружения. Применяя язык системологии, можно сказать, что они различаются структурой.

Кто из вас не увлекался детскими конструкторами: строительными, электрическими, радиотехническими и другими? Все детские конструк­торы устроены по одному принципу: имеется множество типовых дета­лей, из которых можно собирать различные изделия. Эти изделия отлича­ются порядком соединения деталей, т. е. структурой.

Из всего сказанного можно сделать вывод: всякая система обладает определенным элементным составом и структурой. Свойства системы за­висят и от того, и от другого. Даже при одинаковом составе системы с раз­ной структурой обладают разными свойствами, могут иметь разное назна­чение.

Второе главное свойство системы — целостность. Нарушение элемент­ного состава или структуры ведет к частичной или полной утрате целесо­образности системы. С зависимостью свойств различных систем от их структуры вам прихо­дилось и еще предстоит встретиться в разных школьных дисциплинах. Например, известно, что графит и алмаз состоят из молекул одного и того же химического вещества — углерода. Но в алмазе молекулы углерода об­разуют кристаллическую структуру, а у графита структура совсем дру­гая — слоистая. В результате алмаз — самое твердое в природе вещество, а графит мягкий, из него делают грифели для карандашей.

Пример из физики: все радиосистемы состоят из одинаковых деталей (резисторов, конденсаторов, транзисторов, трансформаторов и пр.), но различные по назначению радиотехнические устройства имеют разную структуру.

Рассмотрим пример общественной системы. Общественными система­ми называют различные объединения (коллективы) людей: семью, производственный коллектив, коллектив школы, бригаду, воинскую часть и др. Связи в таких системах — это отношения между людьми, на­пример отношения подчиненности. Множество таких связей образуют структуру общественной системы.

Вот простой пример. Имеются две строительные бригады, состоящие каждая из семи человек. В первой бригаде один бригадир, два его замести­теля и по два рабочих в подчинении у каждого заместителя. Во второй бри­гаде — один бригадир и шестеро рабочих, которые подчиняются непосред­ственно бригадиру.

На рисунках схематически представлены структуры подчиненности в двух данных бригадах:

Таким образом, две эти бригады — пример двух производственных (со­циальных) систем с одинаковым составом (по 7 человек), но с разной структурой подчиненности.

Различие в структуре неизбежно отразится на эффективности работы бригад, на их производительности. При небольшом числе людей эффектив­нее оказывается вторая структура. Но если в бригаде 20 или 30 человек, то тогда одному бригадиру трудно управлять работой такого коллектива. В этом случае разумно ввести должности заместителей, т. е. использовать первую структуру подчиненности.

Сущность системного эффекта: всякой системе свойственны новые качества, не присущие ее составным частям.

Это же свойство выражается фразой: целое больше суммы своих час­тей. Например, отдельные детали велосипеда: рама, руль, колеса, педали, сиденье не обладают способностью к езде. Но вот эти детали соединили определенным образом, создав систему под названием «велосипед», кото­рая приобрела новое качество — способность к езде, т. е. возможность слу­жить транспортным средством. То же самое можно показать на примере самолета: ни одна часть самолета в отдельности не обладает способностью летать; но собранный из них самолет (система) — летающее устройство. Еще пример: социальная система — строительная бригада. Один рабочий, владеющий одной специальностью (каменщик, сварщик, плотник, кра­новщик и пр.), не может построить многоэтажный дом, но вся бригада вместе справляется с этой работой.

О системах и подсистемах

В качестве еще одного примера системы рассмотрим объект, с которым вы часто имеете дело на уроках информатики — персональный компьютер (ПК). На рис. 2.1 приведена схема состава и структуры ПК.

Самое поверхностное описание ПК такое: это система, элементами ко­торой являются системный блок, клавиатура, монитор, принтер, мышь. Можно ли назвать их простыми элементами? Конечно, нет. Каждая из этих частей — это тоже система, состоящая из множества взаимосвязан­ных элементов. Например, из базового курса информатики вам известно, что в состав системного блока входят: центральный процессор, оперативная память, накопители на жестких и гибких магнитных дисках, CD-ROM, контроллеры внешних устройств и пр. В свою очередь, каждое из этих устройств — сложная система. Например, центральный процессор состоит из арифметико-логического устройства, устройства управления, регистров. Так можно продолжать и дальше, все более углубляясь в под­робности устройства компьютера.

Систему, входящую в состав какой-то другой, более крупной систе­мы, называют подсистемой.

А можно ли сказать, что какая-то простейшая деталь компьютера, на­пример гайка, системой не является? Все зависит от точки зрения. В устройстве компьютера гайка — простая деталь, поскольку на более мелкие части она не разбирается. Но с точки зрения строения вещества, из которого сделана гайка, это не так. Металл состоит из молекул, обра­зующих кристаллическую структуру, молекулы — из атомов, атомы — из ядра и электронов. Чем глубже наука проникает в вещество, тем боль­ше убеждается, что нет абсолютно простых объектов. Даже частицы ато­ма, которые называют элементарными, например электроны, тоже оказа­лись непростыми.

Любой реальный объект бесконечно сложен. Описание его состава и структуры всегда носит модельный характер, т. е. является приближен­ным. Степень подробности такого описания зависит от его назначения. Одна и та же часть системы в одних случаях может рассматриваться как ее простой элемент, в других случаях — как подсистема, имеющая свой со­став и структуру.

О системах в науке и системном подходе

Основной смысл исследовательской работы ученого чаще всего заклю­чается в поиске системы в предмете его исследования.

Задача всякой науки — найти системные закономерности в тех объ­ектах и процессах, которые она изучает.

Давайте вспомним, где в школьных предметах вам встречалось поня­тие системы. В XVI веке Николай Коперник описал устройство Солнечной системы: Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца; связаны они в единое целое силами притяжения.

Систематизация знаний очень важна для биологии. В XVIII веке швед­ский ученый Карл Линней написал книгу под названием «Системы при­роды». Он сделал первую удачную попытку классифицировать все извест­ные виды животных и растений, а самое главное, показал взаимосвязь, т. е. зависимость одних видов от других. Вся живая природа предстала как единая большая система. Но она, в свою очередь, со­стоит из системы растений, системы животных, т. е. под­систем. А среди животных есть птицы, звери, насекомые и т. д. Всё это тоже системы.

Русский ученый Владимир Иванович Вернадский в 20-х годах XX века создал учение о биосфере. Под биосферой он по­нимал систему, включающую в себя весь растительный и животный мир Земли, человечество, а также их среду обитания: атмосферу, поверхность Зем­ли, мировой океан, разрабатываемые человеком недра (все это названо актив­ной оболочкой Земли). Все подсистемы биосферы связа­ны между собой и зависят друг от друга. Вернадскому же принадлежит идея о зависимости состояния биосферы от космических процессов, иначе говоря, биосфера являет­ся подсистемой более крупных, космических систем.

Если человек хочет быть хорошим специалистом в своем деле, он обя­зательно должен обладать системным мышлением, к любой работе про­являть системный подход.

Сущность системного подхода: необходимо учитывать все сущест­венные системные связи того объекта, с которым работаешь.

Очень «чувствительным» для всех нас примером необходимости сис­темного подхода является работа врача. Взявшись лечить какую-то бо­лезнь, какой-то орган, врач не должен забывать о взаимосвязи этого орга­на со всем организмом человека, чтобы не получилось, как в поговорке, «одно лечим, другое калечим». Человеческий организм — очень сложная система, поэтому от врача требуются большие знания и осторожность.

Еще один пример — экология. Слово «экология» происходит от гречес­ких слов «экое» — «дом» и «логос» — «учение». Эта наука учит людей отно­ситься к окружающей их природе как к собственному дому. Самой важной задачей экологии сегодня стала защита природы от разрушительных по­следствий человеческой деятельности (использования природных ресур­сов, выбросов промышленных отходов и пр.). Со временем люди все больше вмешиваются в природные процессы. Некоторые вмешательства неопас­ны, но есть такие, которые могут привести к катастрофе. Экология поль­зуется понятием «экологическая система». Это человек с «плодами» его деятельности (города, транспорт, заводы и пр.) и естественная природа. В идеале в этой системе должно существовать динамическое равновесие, т. е. те разрушения, которые человек неизбежно производит в природе, должны успевать компенсироваться естественными природными процесса­ми или самим человеком. Например, люди, машины, заводы сжигают кис­лород, а растения его выделяют. Для равновесия надо, чтобы выделялось кислорода не меньше, чем его сжигается. И если равновесие будет наруше­но, то в конце концов наступит катастрофа в масштабах Земли.

В XX веке экологическая катастрофа произошла с Аральским морем в Средней Азии. Люди бездумно забирали для орошения полей воду из пи­тающих его рек Амударья и Сырдарья. Количество испаряющейся воды превысило приток, и море стало пересыхать. Сейчас оно практически по­гибло и жизнь на его бывших берегах ни для людей, ни для животных и растений стала невозможной. Вот вам пример отсутствия системного под­хода. Деятельность таких «преобразователей природы» очень опасна. В последнее время появилось понятие «экологическая грамотность*. Вме­шиваясь в природу, нельзя быть узким специалистом: только нефтяни­ком, только химиком и пр.

Занимаясь изучением или преобразованием природы, надо видеть в ней систему и прилагать усилия для того, чтобы не нарушать ее рав­новесия.

Информационные процессы в естественных и искусственных системах

Из базового курса вам известно:

Существуют три основных типа информационных процессов: хране­ние информации, передача информации, обработка информации. Человек хранит информацию в собственной памяти и на внешних но­сителях: бумаге, компьютерных дисках и пр. Процесс передачи информации протекает от источника к приемнику по информационным каналам. Процесс обработки информации связан с получением новой информа­ции, изменением формы или структуры имеющейся информации, по­иском данных в информационном массиве.

Естественные и искусственные системы

Вернемся к вопросу о связях, существующих между элементами систем. Когда это дом или машина, всё понятно. Кирпичи связаны цементным рас­твором, детали машины — болтами, сваркой, заклепками. А чем связаны системы животных, растений, или, допустим, система образования? Чтобы разобраться в этом, разделим всевозможные системы на два вида.

Существуют естественные системы, или природные, т. е. созданные природой, и искусственные системы — созданные человеком. Естественные системы: космические систе­мы — галактики, системы звезд и планет, такие, как наша Солнечная система; системы животных и растений; молекулярные и атомные системы.

Искусственные системы создают люди. Если хорошо подумать, то можно вспомнить множество таких систем, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни, — это система городского транспорта, система телефонной связи, система тор­говли, система образования, система здравоохранения, система водоснаб­жения, система обороны страны, банковская система, государственная энергетическая система и т. д. Само человеческое общество — это тоже система взаимосвязанных личностей, которые образуют разнообразные подсистемы: семьи, трудовые коллективы, партии, нации, расы и пр.

Материальные связи в естественных и искусственных системах

Обсудим характер связей в естественных системах. Во-первых, это физические силы, которые, например, удерживают планеты около Солнца на своих орбитах, молекулы углерода в кристалле алмаза; это энергетичес­кие процессы, например фотосинтез, превращающий солнечную энергию в энергию жизни растений. Благодаря генетическим связям сохраняются и продолжаются виды животных и растений. Эти связи заключаются в опре­деленной структуре молекул ДНК, входящих в состав клеток организма. Можно говорить о климатических связях — они объединяют систему жи­вотного и растительного мира в определенной части планеты. Все перечис­ленные виды связей можно назвать материальными.

Теперь об искусственных системах. Есть множество материальных систем, созданных человеком: вся техника (автомобили, самолеты, стан­ки, компьютеры и т. д.), строительные соору­жения (дома, мосты, города, плотины, каналы); искусственные материалы (сплавы, пластмассы). Связи в таких системах, как и в естественных, имеют материальный харак­тер. Раньше мы уже говорили о строитель­ных сооружениях, о машинах. Представим еще, например, энергосистему: станции, трансформаторы, линии электропередач, электроприборы; все это присоединено одно к другому и согласованно работает.

Информационные связи в естественных и искусственных системах

Однако в живой природе существуют системные связи, которые никак нельзя отнести к материальным. Вот, например, стая журавлей, летящая клином на юг. Что удерживает их в таком строю? Журавли видят вожака, ведущего стаю, и следуют за ним в определенном порядке. Кроме того, жу­равли подают друг другу сигналы голосом. Это пример связи, которую можно назвать информационной. Подобные примеры можно привести из жизни животных, рыб и даже насекомых.

В системах живой природы существуют связи как материальные, так и информационные.

Выше говорилось о материальных искусственных системах. Другой вид искусственных систем — это общественные (социальные) системы, т. е. различные объединения людей. Конечно, между ними тоже есть опреде­ленные материальные связи (например, общее помещение, экономическая зависимость, родственно-генетические связи), однако для общественных систем очень важны информационные связи. Ни один коллектив, от семьи до государства, не может существовать без информационного обмена.

Еще существуют связи между людьми, основанные на определенных договоренностях, например конституции государства, законодательстве, уставе организации. Кроме того, есть связи, определяемые человеческой этикой — правилами поведения, не записанными в законах: националь­ные традиции, семейные традиции, правила приличия и т. д. Люди знают эти законы и правила и подчиняются им, А поскольку любые знания — это информация, то такие связи тоже можно назвать информационными.

Для функционирования общественных систем важнейшее значение имеют информационные связи.

Информационные процессы в системах

В чем же состоят информационные связи? Казалось бы, ответ очевиден: в обмене информацией, в передаче информации от одного элемента систе­мы к другому. Но можно ли утверждать, что два других вида информаци­онных процессов — хранение и обработка информации — необязательны для таких систем?

Передача информации невозможна без ее хранения: откуда-то информа­ция должна браться при отправлении и куда-то помещаться при получении. Возьмем для примера наиболее близкую для вас социальную систему — сис­тему образования. Основной вид связи между двумя типами ее элементов — учителями и учениками — заключается в процессе передачи знаний от учи­телей к ученикам. Но информация, которую учителя передают ученикам, хранится в учебниках, в конспектах уроков, в памяти учителя. Ученики же сохраняют полученные знания в своей памяти и в тетрадях.

В процессе обучения постоянно происходит обработка информации как учителем, так и учениками. При объяснении учебного материала учитель преобразует его, представляя ученикам в разных формах: в текстовой, графической, табличной, на моделях. Ученики, в свою очередь, отвечают на вопросы, решают задачи, а это есть обработка информации.

Рассмотрим другие элементы системы образования: министерство и учебные заведения. Это элементы подсистемы управления образованием. В ней также происходит передача информации (передаются распоряже­ния, планы, отчеты, нормативные документы), хранение информации (хранится документация, различные статистические данные), обработка информации (составление той же документации, статистической информа­ции и пр.). Наконец, рассмотрим технические информационные системы. К ним относятся системы телеграфной и телефонной связи, радио и телевиде­ния, компьютеры и компьютерные сети, сотовые системы связи. Это искусственные системы, созданные людьми для осуществления информа­ционных процессов: хранения, обработки и передачи информации.

Из этой схемы видно, что в процессе работы системы сотовой связи про­исходит хранение, передача и обработка информации. Аналогично можно описать работу других вышеназванных технических систем, в которых имеют место все три вида информационных процессов.

Из базового курса информатики вам известно, что изучением процессов управления занимается наука ки­бернетика. Начало кибернетике положил американский ученый Норберт Винер своей книгой «Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине», вышедшей в 1948 году.

Под управлением понимается планомерное воздействие на некото­рый объект с целью достижения определенного результата. С точки зрения кибернетики, процесс управления рассматривается как функционирование системы управления. Эта система состоит из двух подсистем: объекта управления и управляющей системы. Кибернетичес­кая модель управления приведена на рис. 2.3.

Управляющей системой может быть человек (шофер, дирижер оркест­ра, учитель, директор), коллектив (правительство, парламент), а может быть и техническое устройство (автоматический регулятор, компьютер). Объектом управления может быть техническое устройство (автомобиль), один человек (ученик, солдат) или коллектив (оркестр, работники пред­приятия).

Взаимодействие, существующее между двумя этими подсистемами в процессе управления, кибернетика рассматривает как информационную связь. По линии прямой связи передаются команды управления от управ­ляющей системы к объекту управления. По линии обратной связи — ин­формация о состоянии объекта управления, о его реакции на управляю­щее воздействие, а также о состоянии окружающей среды, которая тоже может влиять на процесс управления. Схема на рис. 2.3 оказывается уни­версальной для всех типов систем, как искусственных, так и естествен­ных, где происходит управление.

Все компоненты системы управления имеются в организмах животно­го и человека. Мозг — управляющая система, органы движения — объек­ты управления, нервная система — каналы информационной связи.

В системах управления осуществляется передача информации, а также ее хранение и обработка. Хранить и обрабатывать информацию приходит­ся как управляющей системе, так и объектам управления (ученик, сол­дат, трудовой коллектив тоже хранят и обрабатывают информацию, по­ступающую к ним в процессе управления).

Процесс управления происходит по программе, заложенной в память управляющей системы. Если управляющая система способна к собствен­ному программированию, то ее можно назвать самоуправляемой систе­мой. Элементы самоуправления присущи представителям животного мира. В наибольшей степени способностью к самоуправлению обладает человек.

Что такое система? Что такое структура? Приведите примеры систем, имеющих одинаковый состав (одинаковые эле­менты), но разную структуру. В чем суть системного эффекта? Приведите пример. Что такое подсистема? В чем состоит цель всякой науки с системной точки зрения? Что такое системный подход? Приведите примеры ситуаций, когда отсутст­вие системного подхода ведет к катастрофическим последствиям. Выделите подсистемы в следующих объектах, рассматриваемых в качестве систем: автомобиль; компьютер; школа; армия; государство. Удаление каких элементов из вышеназванных систем приведет к потере сис­темного эффекта, т. е. к невозможности выполнения их основного назначе­ния? Какие системы называются естественными, искусственными сис­темами? Приведите примеры. Приведите примеры материальных и информационных связей в естествен­ных системах. Приведите примеры материальных и информационных связей в обществен­ных системах. Что такое система управления? Из каких компонентов она состоит? Что такое самоуправляемая система? Приведите примеры. Может ли существовать система управления без линии обратной связи? К ка­ким последствиям это может привести? (Рассмотрите на примере управления автомобилем.)

Источник