Информационные процессы в технике

Информационные процессы в технике

Информационные процессы в технике

Закономерности, которые изучает информатика, общи применительно к различным сферам окружающего мира: живой природе, человеческим сообществам, созданным человеком техническим системам. Везде имеют место получение, хранение, обработка, передача и использование информации. Вместе с тем, в каждой из этих сред движение информации имеет свои особенности.

Ниже будет рассмотрена специфика информационных процессов в техносфере — части окружающего мира, являющейся совокупностью искусственно созданных человеком утилитарных устройств и сооружений.

Следует учитывать, что технические устройства создает не только человек, но и другие животные: муравьи, пчелы, бобры и т.п. Более того, некоторые живые существа сами являются прототипами технических устройств, как, например, стрекоза для вертолета.

Однако такие объекты, хоть они и могут быть предметами исследования информатики, не относятся к техносфере, поскольку не созданы человеком.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Эволюция техники в информационном контексте

С течением времени создаваемые человеком в практических целях устройства совершенствовались с точки зрения связанных с ними информационных процессов.

Первые инструменты лишь усиливали способности человеческих органов. Многие из них в модернизированном виде используются до сих пор, например, ножи, сверла, молотки, иглы. Такие устройства характеризует относительная простота изготовления, использования и управления их свойствами.

Например, если нож затупился — это понятно по непосредственным ощущениям (плохо режет), его нужно заточить или заменить. Довольно рано появился и класс простых измерительных инструментов: линейка, чашечные весы, песочные часы, флюгер и т.п. С их помощью человек не воздействует на природу, а собирает сведения для будущего воздействия на нее.

В древности появились и счетные устройства (абак), но они применялись не в технических, а скорее в экономических целях.

Со временем появлялись всё более сложные машины для выполнения больших объемов работ по перемещению и преобразованию материи: повозка, корабль, ветряная мельница и т.п. Для управления ими требовались дополнительные механизмы. Например, руль корабля можно рассматривать как управляющее устройство: на вход подается угол поворота рычага или штурвала, на выходе — соответствующий маневр.

Рисунок 1. Эволюция корабельного руля. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

С приходом Промышленной революции (XVII в.) на смену примитивным приборам приходят механические: хронометры, барометры и т.п., причем благодаря промышленному способу производства они становятся доступны широкому кругу людей.

Появляются первые попытки применить измерительные устройства для непосредственного управления механизмами (обратная связь). Так, в паровой машине (см.

рисунок) поступление пара в цилиндр автоматически уменьшалось, если скорость вращения вала превышала определенное значение, регистрируемое центробежным барометром.

Рисунок 2. Механическое устройство с обратной связью: центробежный клапан препятствует чрезмерному раскручиванию вала паровой машины. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Инженерное дело превращается в XVIII-XIX вв. в самостоятельную отрасль знания.

Успешные технические решения и их воплощения становятся результатом не озарений и усилий талантливых одиночек, а соблюдения записанных с помощью общепризнанных знаковых систем алгоритмов (чертежей, технической документации, стандартов).

Тогда же появляются устройства не только для получения и хранения информации, но и для ее обработки: арифмометры, логарифмические линейки. Появились и первые программируемые автоматы, использующие полноценные программы, записанные с помощью перфокарт (ткацкие станки Жокарда, музыкальные автоматы).

Революционные изменения в информационных процессах вызвали успехи электротехники, сделанные в конце XIX — начале XX вв. К середине 1970-х годов доминирующими становятся информационные процессы на основе цифровых технологий, записывающих и обрабатывающих информацию с помощью электронных импульсов (нолей и единиц).

Получение, хранение, обработка и передача информации в современной технике

В современных автоматических электронных устройствах информация поступает от датчиков, среди которых можно выделить:

  • датчики освещенности;
  • акустические датчики (реагируют на звук);
  • климатические датчики (измеряют температуру, влажность, давление);
  • датчики положения в пространстве (GPS-приемники, ультразвуковые сонары, гироскопы).

Замечание 1

Хранение и обработка информации, полученной от датчиков, ведется в электронных устройствах, называемых контроллерами. В них используются менее мощные, чем в компьютерах, специализированные экономичные процессоры, поскольку электронные устройства часто работают в автономном режиме от источников питания с ограниченным ресурсом.

Рисунок 3. Робот на базе контроллера Arduino с ультразвуковым измерителем расстояния до препятствия. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Результатом обработки информации в современных автоматических устройствах становится воздействие на окружающую среду или передача собранной информации пользователю. Для механического воздействия используются электродвигатели, соленоиды (электромагниты), мощные осветительные и акустические приборы.

Для приема и передачи информации используются как традиционные средства (радиосигналы стандартов WiFi, Bluetooth, пульты с инфракрасными излучателями), так и специальные телеметрические линии и протоколы (технологии ZigBee, Z-Wave, RS-485, MODBUS).

Пользовательские интерфейсы позволяют корректировать поведение устройств с помощью клавиатур, джойстиков, пультов и наблюдать за возвращаемой информацией посредством светодиодов, табло, мониторов, зуммеров и т. п.

Источник: https://spravochnick.ru/informatika/informaciya_i_informacionnye_processy/informacionnye_processy_v_tehnike/

Человек и информация. Информационные процессы в технике

Информационные процессы в технике

Ежедневно человека окружает огромное количество предметов, вокруг него происходят различные явления и процессы. Можно сказать, что вокруг нас находится информационное поле.

Получать информацию человек начинает с момента своего появления на свет. Происходит это при помощи органов чувств. Получив информацию человек, сохраняет ее в памяти в виде разнообразных образов, затем анализируя ее, использует для решения каких-либо задач, передает ее другому человеку или сохраняет на носителе информации. 

Так как у человека пять органов чувств, то он все их использует для получения информации. Давайте вспомним каждый способ получения информации:

Получение визуальной информации происходит при помощи зрения. Органом для получения визуальной информации являются глаза.

На сетчатке глаза человека находятся специальные светочувствительные клетки (колбочки и палочки). Реагируя на лучи света, они подают сигналы по нервной системе человека в его мозг.

Визуальная информация воспринимается в виде зрительных образов.

Визуальная информация

Аудиальную информацию человек воспринимает при помощи слуха. Органом для получения этой информации являются уши. Волны звука поступают в этот орган и, возбуждая рецепторы по каналам нервной системы, сигналы поступают в человеческий мозг. В памяти человека такая информация хранится в виде слуховых образов.

Аудиальная информация

Обонятельная информация воспринимается человеком с помощью обоняния. Пахучие вещества витая в воздухе попадают в нос и возбуждают рецепторы, отвечающие за обоняние. Таким образом, человек может различать запахи. С самого рождения анализируя запахи, человек сохраняет их в памяти в виде обонятельных образов, и в процессе дальнейшей жизни уже умеет эти запахи распознавать.

Обонятельная информация

Вкусовая информация воспринимается при помощи вкусовых рецепторов, расположенных на языке и нёбе. Это позволяет различать горький, сладкий, кислый и соленый вкус пищи. Запоминая вкусовую информацию о каком-либо продукте питания, человек имеет представление о его вкусе.

Вкусовая информация

Осязательная информация. Органы осязания находятся на всей поверхности человеческой кожи. Особенно чувствительные рецепторы, расположенные на кончиках пальцев. Благодаря органам осязания у нас есть возможность ощущать поверхность предметов: гладкие они, шершавые или быть может – колючие, и их температуру: горячие предметы или холодные.

Осязательная информация

Информация о поверхности предметов также фиксируется в памяти человека.

Всю информацию получаемую человеком можно распределить в таком количественном соотношении: 90 процентов – информация, получаемая при помощи зрения (визуальная) , 9 процентов – при помощи слуха (аудиальная), и всего лишь 1 процент – при помощи других органов чувств (обонятельная, вкусовая и тактильная).

Получаемая информация

Сохраняя полученную информацию в виде зрительных, слуховых и других образов, человек обрабатывает (анализирует) ее с помощь мышления, а затем использует ее для достижения своих целей. Так формируется его поведение.

Конечно, ни один из нас не может жить без общения. Людям необходимо постоянно обмениваться информацией. Начиная с древних времен, человек использовал жесты и мимику для передачи какой-либо информации. Позже, с развитием человечества, появилась устная речь. Сейчас во всем мире люди используют около трех тысяч языков.

Одним из свойств информации является её понятность. Чем больше языков знает человек, тем с большим количеством других людей он может общаться, тем шире круг его общения. Давайте вспомним библейское предание о Вавилонской башне.

После всемирного потопа люди основали город Вавилон и хотели построить в нем башню высотой до небес. Но это строительство так и не было закончено. Бог создал для людей разные языки, и они перестали друг друга понимать. Люди разъехались по всей Земле, а башня разрушилась.

То есть эти люди уже не могли общаться друг с другом, так как информация перестала быть для них понятной.

С развитием человечества люди испытывали потребность в передаче своих знаний через время: от предков – к будущим поколениям. Об этом свидетельствуют наскальные рисунки. Позже, с изобретением письменности, информацию фиксировали на глиняных табличках и папирусе. Это были первые носители информации.

Основным носителем информации является бумага. Но время не стоит на месте, и сейчас широко получили распространение электронные носители информации. К ним относятся жесткий и гибкий диски, фото- и кинопленка, диски CD и DVD, флеш-карты.

Также возникла необходимость передачи информации в пространстве (на расстояния). Этому способствовало развитие почты.

Сначала устные или письменные сообщения передавали при помощи гонцов, затем для передачи письменных посланий использовались специально обученные почтовые голуби.

Постепенно развивалась железнодорожная, морская, авиа-почта. В связи с развитием компьютерных технологий мы все чаще используем электронную почту.

Еще одним из свойств информации является ее полнота. Неполные сведения о чем-либо могут привести к ошибочному решению. То есть информация должна содержать необходимый набор данных. Рассмотрим на примере: «Петя Сидоров собирается делать уроки».

Эта информация не является полной, так как неизвестно когда именно Петя собирается делать уроки.

А информация «Петя Сидоров собирается делать уроки сегодня после обеда, в два часа дня» – является полной, потому что известно время, когда именно Петя собирается делать уроки.

Полнота информации

Довольно часто мы употребляем выражения: Обладать знаниями, не хватает знаний, со знанием дела. Что же такое знания? Можно сказать, что знания – это информация, сохраненная в памяти человека и помогающая ему осознавать окружающую реальность и происходящее вокруг.

Одной из форм распространения информации является использование СМИ(средств массовой информации). К ним относятся газеты, журналы, радио, телевидение. С распространением интернета появились и интернет-СМИ.

Чтобы информация была воспринята верно, и получатель мог правильно ориентироваться в окружающем мире, она должна быть достоверной и точной.

Информация должна соответствовать текущему моменту времени, то есть обладать актуальностью. Устаревшая информация не будет иметь применения.

Получаемые сведения должны быть полезными. Бесполезная информация создает информационный шум, который мешает человеку воспринимать полезную информацию. Полезность – является неотъемлемым свойством информации.

Нас окружают различные технические устройства. Системы управления ими непосредственно связаны с информационными процессами (получения, поиска, хранения и обработки информации). Системы управления есть практически во всей бытовой технике, в станках, транспортных средствах.

Давайте на примере кондиционера рассмотрим систему управления для регулировки температуры. Специальный датчик подает сигнал о температуре воздуха в помещении. Управляющее устройство сравнивает ее с заданной температурой.

Если температура выше, то срабатывает охлаждающий элемент и температура в помещении понижается.

Системы управления

Автоматические устройство, которое действует по заранее заложенной программе и выполняет производственные, научные или иные операции называется роботом.

Промышленные роботы заменяют человека на сложных или опасных производствах, например при работе с радиоактивными элементами. Такие роботы часто используются на конвейерных линиях для однообразных монотонных действий.

Роботы способны помогать человеку. Уже появились роботы, помогающие по хозяйству (робот-пылесос), строительные роботы. В медицине есть роботы помогающие проводить хирургические операции. Существуют и военные роботы. Большой интерес вызывают человекообразные роботы, копирующие своими действиями действия людей.

Аналогично тому, как человек получает информацию об окружающем мире с помощью органов чувств, робот получает информацию с помощью датчиков.

Во второй половине прошлого века произошел резкий рост объема информации. В связи с этим началось развитие технических устройств, предназначенных для хранения, поиска обработки и передачи информации.

Компьютер – это универсальное устройство обработки информации. Периферийные устройства, подключаемые к компьютеру (сканер, цифровые камеры и др.) позволяют человеку вводить информацию в компьютер хранить ее там и обрабатывать.

Другие устройства, например, модем используются для передачи информации.

Источник: https://videouroki.net/video/02-chelovek-i-informaciya-informacionnye-processy-v-tekhnike.html

Booksm
Добавить комментарий