какие знаки для представления сигналов вы знаете
Технология. 6 класс
Конспект урока
Технология, 6 класс
Урок 27. Технологии записи, хранения и передачи информации
Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке
Информация – это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их свойствах и состоянии, количественных и качественных проявлениях, которые воспринимают живые организмы, технические устройства или другие приёмники сведений в процессе их приспособления к условиям окружающей среды, жизни, деятельности или работы.
Кодирование – процесс представления сведений в какой-либо материальной форме.
Дегустатор – (лат. degusto – чувствовать вкус) – специалист, изучающий продукты питания и напитки.
Сигнал – информация, представленная в форме, удобной для её передачи, обработки, хранения и использования.
Знак – материальное отображение сигнала.
Основная и дополнительная литература по теме урока
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Информация преобразуется органами чувств живых организмов или анализаторами технических устройств в электрические или химические отпечатки. Каждый такой отпечаток соответствует определённому объекту, явлению или каким – то их элементам. Отпечатки отправляются на хранение в запоминающие органы или устройства: в мозг или клетки живого организма, в электронную или магнитную память технического устройства. При повторном получении информации происходит её «узнавание». Это позволяет лучше и быстрее приспосабливаться к условиям окружающей среды.
В информационных технологиях важно не только получать и усваивать информацию, но и передавать её другим, отправитель информации должен представить её в какой – либо материальной форме, доступной для восприятия. Для живых организмов материальная форма информации должна соответствовать имеющимся у них каналам восприятия информации. Соответственно для людей и многих животных – это зрение, слух, вкус, обоняние и осязание. Информация должна быть представлена наглядно, с помощью звука, запаха, химических веществ для восприятия их на вкус, механическим воздействием, температурой.
Хорошо развитые чувства вкуса и обоняния могут понадобиться при выборе профессии. Одной из таких профессий является профессия дегустатора. Дегустатор должен от природы различать тончайшие нюансы вкуса и запаха. Но он должен ориентироваться также на зрение, слух, а иногда и на осязание. Например, оценивая чайные листья, он внюхивается в них, оценивает их на ощупь, прислушивается к шороху. Затем он присматривается к цвету настоя и лишь после этого пробует его на вкус. Одну и ту же информацию можно передать её получателю разными способами. Процесс представления сведений в какой-либо материальной форме называется кодированием.
Код – это набор условных обозначений или сигналов для передачи или записи заранее определённых понятий. Для того, чтобы сообщение было принято и понято получателем, и его отправитель, и его получатель должны пользоваться одним и тем же кодом. Если получатель не знает кода, в котором представлена посланная ему информация, он не сможет понять смысл сообщения.
Нужно учитывать, что закодированная информация всегда имеет определённую форму выражения или представления. Поэтому кодированием можно назвать переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для передачи, обработки и хранения. При кодировании информации она представляется в виде совокупности или последовательности сигналов.
Сигналом называют информацию, представленную в форме, удобной для её передачи, хранения и использования. По существу, сигнал – это несущий информацию условный знак, принятый для передачи или записи каких-либо сведений. Условным он называется потому, что отправитель и получатель информации договорились, что они будут понимать под тем или иным сигналом. Например, сигналами при общении людей являются сказанные или написанные с помощью букв слова, определённые позы тела и рук, мимика (выражение лица), тембр и громкость голоса, их сочетания. Сигналы отображаются соответствующими знаками. Так, в языках большинства народов – это слова, выраженные буквенными знаками. Буквы или их сочетания соответствуют звукам при произнесении слов. Однако есть языки, в которых одним знаком может обозначаться целое слово или даже несколько слов. Такие знаки называют иероглифами. Они используются для представления информации народами Китая, Японии и некоторых других стран. Слова можно выражать не только буквами в привычном начертании, но и буквами в виде точек и тире, в виде положения рук.
Для букв и слов можно придумать и другие знаки, которые будут понятны только очень узкому кругу людей. Такое кодирование информации называется шифрованием. Некоторые знаки используют для представления информации о количестве чего-либо. Такими знаками являются цифры. Привычные нам по начертанию цифры были заимствованы европейцами у арабов. Поэтому они до сих пор называются арабскими цифрами. Первоначально каждая арабская цифра при изображении состояла из такого количества углов, которое соответствовало её количественному значению. Привычные скруглённые формы цифр образовались позже для быстроты и удобства их написания. Однако и сейчас на конвертах пишут почтовые индексы цифрами с углами для считывания информации компьютерами. Римские цифры, появившиеся две с половиной тысячи лет назад имеют особое начертание. Обозначение некоторых чисел состоит из нескольких римских цифр. При этом если меньшая римская цифра стоит слева от большей, то она вычитается из большей, если же меньшая цифра стоит справа от большей, то она прибавляется к ней. Для обозначения арифметических и алгебраических действий с числами также придуманы условные знаки. Например, сложение обозначается знаком плюс, вычитание знаком минус.
Для общения с компьютерами нужна другая система кодирования информации. Для компьютера информацию надо составлять из последовательности отдельных сигналов и пропусков между ними. Подача сигнала в записи на бумаге обозначается единицей, отсутствие сигнала – нулём.
Среди знаков, представляющих информационные сигналы, выделяют специальные условные знаки, называемые символами. Символ – это условный знак, который не просто отображает фрагмент информации о чём-либо. Это целый информационный фрагмент, подобный картине художника. Он раскрывает смысл и главную идею какого-либо понятия, объекта, явления или события. В смысле как специальном знаке бывает изображён какой-либо предмет, человек либо животное или растение. Например, символом веры для православных христиан является крест, для мусульман – полумесяц, для иудеев – звезда Давида, для буддистов – дхармчакра, или «колесо закона».
Символы широко применяются в информационной практике современных людей. В любой стране символом власти и управления является понятие «государство». Каждая страна имеет свой государственный символ – герб. Символом правосудия является древнегреческая богиня Фемида с весами и мечом. Свои символы имеют различные фирмы. Например, символом Камского автомобильного завода стал степной аргамак – распространённая в степях Татарстана лошадь, символом компании Apple – надкусанное яблоко. Специальные символы используют и в повседневной жизни. Например, всем понятно, что символ «череп и кости» означает опасность для жизни, а символ «пламя» – опасность возгорания или пожара.
Символы могут играть важную моральную и даже политическую роль. Примером этому служат Вечный огонь у монументов погибшим героям как символ памяти об их подвиге, георгиевская лента как символ беззаветного героического служения Родине, пять олимпийских колец как символ мирных соревнований людей пяти континентов, а не войны между ними.
Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля
Задание 1. Найди лишнее.
Пояснение: Элемент, относящийся к другому органу чувств.
Задание 2. Решите кроссворд.
3. Сведения об окружающем его мире. 6. Безошибочное отражение текущего положения дел. Со временем информация может утратить это свойство. 9. Соответствие нуждам человека в конкретный временной отрезок. 10. Запрет на несанкционированную работу с информацией.
По вертикали:
1. С помощью какого органа чувств здоровый человек получает больше всего информации? 2. Устройство, помогающее человеку хранить, передавать и обрабатывать информацию. 4. Независимость от чего-либо суждения, оценки. 5. Исчерпывающие характеристики предмета или явления. 7. Информация, которую человек получает с помощью языка. 8. Информация, воспринимаемая человеком с помощью кожи.
Урок 3
Кодирование информации с помощью знаковых систем
§ 1.2. Кодирование информации с помощью знаковых систем
Содержание урока
1.2.1. Знаки: форма и значение
1.2.1. Знаки: форма и значение
С древних времен знаки используются человеком для долговременного хранения информации и ее передачи на большие расстояния.
Форма знаков. В соответствии со способом восприятия знаки можно разделить на зрительные, слуховые, осязательные, обонятельные и вкусовые, причем в человеческом общении используются знаки первых трех типов.
К зрительным знакам, воспринимаемым с помощью зрения, относятся буквы и цифры (они используются в письменной речи), знаки химических элементов, музыкальные ноты, дорожные знаки и т. д.
К слуховым знакам, воспринимаемым с помощью слуха, относятся звуки (они используются в устной речи), а также звуковые сигналы, которые производятся с помощью звонка, колокола, свистка, гудка, сирены и т. д.
Для слепых разработана азбука Брайля, которая использует осязательный способ восприятия текстовой информации. К разряду осязательных знаков принадлежат также жесты-касания: рукопожатия, похлопывания по плечу и др.
В коммуникации многих видов животных особую роль играют обонятельные знаки. Например, медведи и другие дикие животные помечают место обитания клочьями шерсти, сохраняющей запах, чтобы отпугнуть чужака и показать, что данная территория уже занята.
Для долговременного хранения знаки записываются на носители информации.
Для передачи информации на большие расстояния используются знаки в форме сигналов. Всем известны световые сигналы светофора, звуковые сигналы школьного звонка оповещают о начале или конце урока, электрические сигналы передают информацию по телефонным и компьютерным сетям, электромагнитные волны передают сигналы радио и телевидения.
Значение знаков. Знаки отображают объекты окружающего мира или понятия, т. е. имеют определенное значение (смысл).
Знаки различаются по способу связи между их формой и значением.
Иконические знаки позволяют догадаться об их смысле, так как имеют форму, похожую на отображаемый объект. Примером таких знаков являются значки на Рабочем столе операционной системы компьютера, например значок Компьютер.
Символами называются знаки, для которых связь между формой и значением устанавливается по общепринятому соглашению. Примером таких знаков являются символы химических элементов, отображающие атомы химических веществ (табл. 1.1).
Таблица 1.1. Иконические знаки и символы
Если неизвестно соглашение о связи формы и значения символов, то ничего нельзя сказать о смысле информации, записанной такими знаками. Существуют найденные археологами и до сих пор не расшифрованные тексты на древних языках, так как неизвестно значение знаков, которыми они записаны.
В современном мире широко применяется шифрование, которое использует секретный ключ в качестве соглашения о связи формы символов с их значениями. Если секретный ключ неизвестен, то без применения специальных методов дешифровки содержание передаваемого текста понять невозможно.
Контрольные вопросы
1. Приведите примеры зрительных, слуховых, осязательных, обонятельных и вкусовых знаков. Какие типы знаков применяются в человеческом общении?
2. Приведите примеры знаков в форме сигналов.
3. В чем состоит различие между иконическими знаками и символами?
4. Приведите примеры символов, которые могут иметь несколько значений.
Cкачать материалы урока
Знаки, форма и значение. Знаковые системы
Урок 3. Информатика 8 класс
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Знаки, форма и значение. Знаковые системы»
Еще с древних времен, для того чтобы обмениваться информацией, люди использовали знаки. Знаки применялись и для долговременного хранения информации, например в виде наскального рисунка, и для передачи ее на расстояния, в виде письма.
Нам известно, что информация по форме восприятия делится на 5 видов: визуальную (зрительную), аудиальную (слуховую), вкусовую, обонятельную и тактильную информацию. Соответственно и знаки тоже можно разделить на визуальные, аудиальные, вкусовые, обонятельные и тактильные (осязательные).
При общении друг с другом люди используют только зрительные, слуховые и тактильные знаки.
К зрительным знакам относятся все знаки, которые мы воспринимаем зрением. Это напечатанные или написанные буквы и цифры, музыкальные ноты, дорожные знаки, знаки химических элементов.
Все знаки воспринимаемые человеком при помощи слуха можно отнести к слуховым или аудиальным знакам. Например, это может быть и звонок на урок, и звуковая оповестительная сирена, и звон колокола, и гудок поезда и большое количество других знаков, воспринимаемых ухом.
А вот к осязательным знакам относятся знаки, которые связаны с касанием, например, приветственное рукопожатие или дружественное похлопывание по плечу.
Существует специальный шрифт для слепых, созданный французским изобретателем Луи Брайлем. Он состоит из рельефных знаков, выдавленных на бумаге. Проводя по бумаге кончиками пальцев и осязая эти знаки, слепой человек получает информацию, то есть может читать.
Все эти виды знаков используются для общения между людьми. А животные часто для общения используют и обонятельные знаки. Прежде всего, запах служит для того, чтобы объявить о своем праве на территорию. Например, у некоторых видов оленей имеются предглазничные железы, которые представляют собой небольшие ямочки, расположенные впереди глаз. Олень трется мордой о деревья и кустарники, оставляя на них пахучие вещества из этих желез, тем самым предупреждая других животных о том, что территория уже занята.
Для того чтобы передать информацию на расстояния, знаки используются в виде сигналов. К ним относятся и сигналы светофора, и сигналы оповестительной сирены.
Каждый знак имеет определенный смысл и отображает какой-либо объект или понятие.
Знаки, которые имеют форму схожую с отображаемым объектом, называются иконическими. Примером тому могут служить иконки на рабочем столе компьютера.
Для повышения способов безопасности используется шифрование. В качестве связи между символом и его значением применяется секретный ключ. Если этот секретный ключ неизвестен, то и расшифровать содержание послания не составляется возможным.
До сих пор на археологических раскопках находят зашифрованные тексты, написанные в древности неизвестными языками. Но ученым так и не удается расшифровать их, так невозможно установить значение знаков, которыми написаны эти послания. Примером тому является рукопись, называемая манускриптом Войнича, датируемая началом 15 века. Рукопись представлена в виде более двух сотен страниц пергамента. Она написана на неизвестном алфавите, не похожем ни на одну систему письма, поэтому по сей день учеными эта странная рукопись так и не была расшифрована. Примечательно, что в книге нет слов длиннее 10 букв. На цветных рисунках изображены растения и разнообразные символы.
Азбука для передачи наследственных связей называется генетическим кодом. Это информация хранится в специальных макромолекулах. Они обеспечивают хранение и передачу генетической программы развития и функционирования живого организма. Такая молекула состоит из двух свитых вместе цепочек, каждая из которых закручена в правую сторону. Каждая цепь состоит из 4 фрагментов: аденин, гуанин, цитозин, тимин, которые обозначаются буквами А, Г, Ц и Т. Эти буквы и составляют алфавит генетического кода. Значит, вся генетическая информация закодирована с помощью этих 4 букв.
Действительно, для технических устройств удобно кодировать информацию в виде последовательности 0 и 1, если представить эти значения как два возможных устойчивых состояния электронного элемента:
В 1959 году в вычислительном центре Московского государственного университета была разработана ЭВМ «Сетунь». Было выпущено 50 экземпляров этой машины. Особенностью «Сетуни» стало то, что она работала на троичном коде, то есть состояла из устройств, которые способны находиться в одном из трех возможных состояний.
Носители информации. Знаки и сигналы
Распространение информации всегда связано с материальным носителем, то есть средой для её записи, хранения, передачи.
Носителем информации может быть:
* любой материальный предмет (бумага, камень, дерево, стол, классная доска, звездная пыль, мусор на полу);
* волны различной природы: акустическая (звук), электромагнитная (свет, радиоволна), гравитационная (давление, притяжение);
Для хранения информации, которая будет обрабатываться с помощью компьютера, используются специальные машинные носители информации: электронные схемы, перфокарты (использовались раньше), магнитные ленты, магнитные диски, оптические компакт-диски и т.п.
Позже информация о волнующих людей событиях наносилась на поверхности искусственных, как правило, монументальных сооружений, которые донесли ее до наших дней (гробницы, стелы, ритуальные сооружения). Однако монументальные сооружения не были транспортабельны. Чтобы получить необходимую информацию, которая там хранилась, люди были вынуждены совершать путешествия к этим сооружениям.
Основным способом передачи информации в приведенных примерах являются специальные знаки.
Свет маяка, цвет светофора, звук школьного звонка могут нести определенную информацию для человека. Очень часто не произнесенные слова, а интонация, с которой они были произнесены, несут для вас важную информацию о настроении вашего собеседника. Изменение цвета листьев комнатного цветка, их поникший вид сигнализируют о необходимости позаботиться о поливе и подкормке растения.
Сигналы азбуки Морзе служат средством общения моряков и могут сообщить об особенностях и опасностях плавания.
Основным способом передачи информации в данных примерах выступают сигналы.
Итак, информация передается с помощью знаков и сигналов, именно они являются основными формами передачи информации в социотехнических системах.
Красный сигнал светофора является для нас символом запрета движения по дороге.
Заметим, что мы видим знаки только благодаря нашей способности интерпретировать отраженный от поверхности предмета свет, то есть благодаря восприятию световых сигналов. Само слово «сигнал» имеет общий корень с английским sign, что можно перевести как знак, обозначение.
Сигналы, передаваемые в электрической форме (электромагнитные волны), обладают множеством достоинств:
1) не требуют движущихся механических устройств, медленных и подверженных поломкам;
3) электрические сигналы легко обрабатывать, сравнивать и преобразовывать с помощью электронных устройств, отличающихся чрезвычайно высоким быстродействием.
Сигналы могут быть непрерывными (аналоговыми) или дискретными.
Аналоговые сигналы используют, например, в телефонной связи, радиовещании, телевидении.
Знаки дорожного движения
Пение и игра на музыкальных инструментах
Телеграфная азбука Морзе
В реальной жизни мы чаще всего воспринимаем непрерывные сигналы. Даже речь человека по сути представляет собой непрерывный сигнал. В этом легко убедиться, если вспомнить, что речь на незнакомом языке воспринимается слитно, в ней трудно выделить отдельные слова. Но дискретные сигналы обрабатывать легче. Благодаря сложившейся с детства привычке, мы выделяем в сигналах, непрерывно поступающих к нам из внешнего мира, отдельные элементы: лица и облака, слова и музыкальные фразы. Этот процесс называется дискретизацией непрерывного сигнала.
Сигнал, несущий информацию, может принимать два различных значения (в его простейшей форме), но не менее. Не бывает информационного сигнала, принимающего только одно значение.
Дискретные сигналы часто называют цифровыми. Так они называются потому, что отдельные значения сигнала мы можем «пересчитать», то есть каждому значению сигнала можно поставить в соответствие число.
Занесем значения температуры в конце каждого часа в таблицу. Тем самым мы преобразуем аналоговый сигнал в цифровой:
Легко заметить, что таблица дает неточную картину процесса: например, из графика видно, что самая высокая температура была достигнута между 14 и 15 часами, но в таблице это не нашло отражения.
Ясно, что представление аналогового сигнала в дискретной форме можно улучшить, если занести в таблицу значения температуры, наблюдаемые каждые полчаса или каждые 10 минут.
Аппаратура систем обработки информации в технике и управлении в зависимости от того, какие сигналы она обрабатывает, делится на аналоговую и дискретную. К аналоговой технике относятся обычно различные регуляторы, измерительные приборы и т.п.
Вычислительная техника также может работать как с аналоговыми, так и с дискретными (цифровыми) сигналами. Соответственно, существуют аналоговые вычислительные машины (АВМ) и цифровые вычислительные машины (ЦВМ), причем последние получили значительно большее распространение.
Представление непрерывной графической, звуковой информации в памяти цифрового компьютера основано на том, что аналоговые сигналы всегда могут быть преобразованы к дискретному (числовому) виду.
Рисунок, демонстрирующий суть матричного принципа дискретизации изображений
Информация в материальном мире
Мы живем в материальном мире. Все, что нас окружает и с чем мы сталкиваемся ежедневно, относится либо к физическим телам, либо к физическим полям. Из курса физики мы знаем, что состояния абсолютного покоя не существует и физические объекты находятся в состоянии непрерывного движения и изменения, которое сопровождается обменом энергией и ее переходом из одной формы в другую.