Информация в физике
Введение. Информация в реальном мире, понятие информации. Виды информации, носители информации.
Информационная деятельность человека
Введение
Предмет «Информатика» является общеобразовательной дисциплиной, устанавливающей базовый уровень знаний для освоения других общепрофессиональных и специальных дисциплин.
В конспекте лекций рассматриваются понятия: информации, информационных ресурсов, образовательных информационных ресурсов, лицензионных и свободно распространяемых программных продуктов, систем счисления, среды программирования, архивация данных, поиск информации с помощью компьютера, программные поисковые сервисы, АСУ различного назначения, примеры их использования.
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать понятия:
- информационный ресурс, информационный образовательный ресурс, лицензионная программа и свободно распространяемая программа, система счисления, алгоритм, архивный файл, АСУ;
- различные подходы к определению понятия «информация»;
- методы измерения количества информации: вероятностный и алфавитный, единицы измерения информации;
уметь:
- производить перевод чисел из одной системы счисления в другую;
- вычислять количество информации.
Курс лекций рассчитан на 18 часов первого семестра.
1.1.1 Понятие «информация» в науках о неживой и живой природе, обществе и технике
Слово «информация» происходит от латинского слова «information», что в переводе означает сведение, разъяснение, ознакомление. Понятие «информация» является базовым в курсе информатики, невозможно дать его определение через другие, более «простые» понятия.
Понятие «информация» используется в различных науках (информатике, кибернетике, биологии, физике и др.), при этом в каждой науке понятие «информация» связано с различными системами понятий.
Информация для человека – это знания, которые он получает из разных источников.
Информация – это сведения об окружающем мире (объектах, явлениях, событиях, процессах и т.д.), которые уменьшают имеющуюся степень неопределенности, неполноты знаний, отчужденные от их создателя и ставшие сообщениями (выраженными на определенном языке в виде знаков, в том числе и записанными на материальном носителе), которые можно воспроизводить путем передачи людьми устным, письменным или другим способом (с помощью условных сигналов, технических средств, вычислительных средств и т.д.).
В физике информация рассматривается как антиэнтропия, или энтропия с обратным знаком. Энтропия системы является мерой беспорядка, хаоса, тогда как информация (антиэнтропия) является мерой упорядоченности и организованности системы.
Информация в замкнутых системах. Согласно второму началу термодинамики, замкнутая система, т. е. система, не обменивающаяся веществом и энергией с внешней средой, стремится к тепловому равновесию.
Замкнутые системы, стремящиеся к состоянию теплового равновесия, не могут хранить информацию. Рассмотрим в качестве примера учебник. На первый взгляд, учебник находится в тепловом равновесии — ведь мы даже можем измерить его температуру. Однако полного теплового равновесия учебник достигнет лишь после того, как типографская краска продиффундирует и расплывется по каждой странице. Однако когда текст исчезнет, исчезнет и информация.
Информация в открытых системах. Современная физика рассматривает открытые системы, которые обмениваются энергией или веществом с окружающей средой и увеличивают свою организованность. По мере увеличения организованности системы величина энтропии уменьшается, и величина информации увеличивается.
В замкнутых системах идут процессы в направлении от порядка к хаосу (в них информация уменьшается).
В открытых системах может происходить усложнение структуры и, следовательно, информация, являющаяся мерой упорядоченности элементов системы, возрастает.