Цель работы: ознакомление с многообразием окружающих человека кодов, ролью и определением области практического применения кодирования информации.
Актуальность данной темы определяется необходимостью рассматривать вопросы, связанные с кодированием информации, в виду их большой практической значимостью.
Практическая значимость: материал статьи может быть использован в качестве дополнительного при рассмотрении вопроса о кодировании информации или как учебный материал при проведении семинарского занятия.
ВВВЕДЕНИЕ.
Фундаментальной чертой цивилизации является рост производства, потребления и накопления информации во всех отраслях человеческой деятельности. Вся жизнь человека, так или иначе, связана с получением, накоплением и обработкой информации. Что бы человек ни делал: читает ли он книгу, смотрит ли он телевизор, разговаривает, он постоянно и непрерывно получает и обрабатывает информацию.
Любой живой организм, в том числе человек, является носителем генетической информации, которая передается по наследству. Генетическая информация хранится во всех клетках организма в молекулах ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты). Молекула ДНК человека включает в себя около трех миллиардов пар нуклеотидов, и в ней закодирована вся информация об организме человека: его внешность, здоровье или предрасположенность к болезням, способности и т.д.
Человек воспринимает окружающий мир, т.е. получает информацию, с помощью органов чувств. Чтобы правильно ориентироваться в мире, он запоминает полученные сведения, т.е. хранит информацию, человек принимает решения, т.е. обрабатывает информацию, а при общении с другими людьми – передает и принимает информацию. Человек живет в мире информации.
Для любой операции над информацией (даже такой простой, как сохранение) она должна быть как-то представлена (записана, зафиксирована). Этот процесс имеет специальное название – кодирование информации.
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ И КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ.
История кодирования информации начинается в доисторической эпохе, когда первобытный человек выбивал в скале образы известных ему объектов окружающего мира.
Кодирование информации необычайно разнообразно. Указания водителю автомобиля кодируются в виде дорожных знаков. Музыкальное произведение кодируется с помощью знаков нотной грамоты, для записи шахматных партий и химических формул созданы специальные системы записи. Любой грамотный компьютерный пользователь знает о существовании кодировок символов. Географическая карта кодирует информацию о местности. Необходимость кодирования речевой информации возникла в связи с бурным развитием техники связи, особенно мобильной связи. Людьми были придуманы специальные коды: Азбука Брайля, азбука Морзе, флажковая азбука. Таких примеров можно приводить очень много.
Известно, что одну и ту же информацию мы можем выразить разными способами.
Например, каким образом вы можете сообщить об опасности?
- Если на вас напали, вы можете просто крикнуть: “Караул!!” (англичанин крикнет “Неlр me!”).
- Если прибор находится под высоким напряжением, то требуется оставить предупреждающий знак (рисунок).
- На оживленном перекрестке регулировщик помогает избежать аварии с помощью жестов.
- В театре пантомимы вся информация передается зрителю исключительно с помощью мимики и жестов.
- Если ваш корабль тонет, то вы передадите сигнал “SОS” (...– – –...).
- На флоте помимо азбуки Морзе используют также семафорную и флажковую сигнализацию.
Набор знаков, в котором определен их порядок, называется алфавитом.
Существует множество алфавитов.
- Алфавит кириллических букв (А, Б, В, Г, Д, Е, ...)
- Алфавит латинских букв (А, В, С, D, Е, F, ...)
- Алфавит десятичных цифр(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)
- Алфавит знаков зодиака (^ , _ , ` , a , b , c , d , e , f , g , h , i ) и др.
Имеются, однако, наборы знаков, для которых нет какого-то общепринятого порядка:
- Набор знаков азбуки Брайля (для слепых);
- Набор китайских идеограмм;
- Набор знаков планет;
- Набор знаков генетического кода (А, Ц, Г, Т).
Особенно важное значение имеют наборы, состоящие всего из двух знаков:
- Пара знаков (+, – );
- Пара знаков “точка”, “тире” (., – )
- Пара цифр (0, 1).
- Пара ответов (да, нет).
Таким образом, кодирование информации – это процесс формирования определенного представления информации. Значимость кодирования возросла в последние десятилетия в связи с внедрением ЭВМ.
C появлением компьютеров возникла необходимость кодирования всех видов информации, с которыми имеет дело и отдельный человек, и человечество в целом. Пписьменность и арифметика – есть не что иное, как система кодирования речи и числовой информации. Информация никогда не появляется в чистом виде, она всегда как-то представлена, как-то закодирована.
Основными атрибутами кодирования являются:
- Код – это набор знаков, упорядоченных в соответствии с определенными правилами того или иного языка, для передачи информации.
- Знак – это метка, предмет, которым обозначается что-нибудь (буква, цифра, отверстие). Знак вместе с его значением называют символом. Существует множество классификаций знаков (Приложение 1).
- Язык – это сложная система символов, каждый из которых имеет определенное значение. Языковые символы, будучи общепринятыми и соответственно общепонятными в пределах данного сообщества, в процессе речи комбинируются друг с другом, порождая разнообразные по своему содержанию сообщения.
Код, знак и язык позволяют передавать информацию в символическом виде, удобном для ее кодирования
Компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме. Вся другая информация (например, звуки, изображения, показания приборов и т. д.) для обработки на компьютере должна быть преобразована в числовую форму.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ КОДИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ.
Стенография – это скоростное письмо особыми знаками, настолько краткими, что ими можно записать живую речь. Стенография пришла к нам из древнейших времен. Еще в Древнем Египте скорописцы записывали речь фараонов. Широкое распространение стенография получила в Древней Греции. В 1883 г. в Акрополе была найдена мраморная плита, на которой были высечены стенографические знаки. По мнению ученых, эти записи были сделаны в 350 г. до н.э. Но общепризнанным днем рождения стенографии считается 5 декабря 63 года до н.э. Тогда в Древнем Риме возникла необходимость дословной записи устной речи. Автором древнеримской стенографии считается Тирон – секретарь знаменитого оратора Цицерона.
В современном мире, несмотря на обилие средств механической фиксации слова (магнитофонов, диктофонов), владение навыками стенографии по-прежнему ценится. Мы записываем в среднем в пять раз медленнее, чем говорим. Стенография же ликвидирует этот разрыв. Она особенно полезна при конспектировании лекций, публичных выступлений, бесед, составлении докладов, подготовке статей и т. п.
Известно немало случаев, когда стенография оказывала неоценимую помощь людям разных профессий (Приложение 2).
Телефонный план нумерации.
В России используется закрытая десятизначная нумерация. Это значит, что любой полный телефонный номер с кодом региона или мобильной сети должен иметь 10 цифр. Это называется Национальный телефонный номер. При звонке на телефон с отличным от “домашнего” кодом региона понадобится дополнительно набирать код выхода на междугороднюю связь (“8”).
Персональные данные.
В последнее время очень актуален вопрос о персональных данных. Персональные данные человека записаны в его паспорте.
Под фотографией в паспорте на просвет просматриваются магнитные метки с записанной информацией, которая считывается только электронным способом и недоступна владельцу документа. Подписываясь под этой графой в паспорте (пока не заполняемой по техническим причинам), человек дает согласие на присвоение ему кода вместо имени, т.е. производится замена имени числом.
Штрих-коды.
С развитием информационной техники, широким внедрением средств вычислительной техники во многие сферы деятельности все острее встает вопрос быстрого и надежного ввода информации. Ручной ввод кода изделия требуют больших затрат ручного труда, времени, часто приводит к ошибкам.
В настоящее время в России и за рубежом ведутся большие работы по созданию автоматизированных систем обработки данных с применением машиночитаемых документов (МЧД), одной из разновидностей которых являются документы со штриховыми кодами. К машиночитаемым относятся товаросопроводительные документы, ярлыки и упаковки товаров, чековые книжки и пластиковые карточки для оплаты услуг, магнитные носители. В связи с этим появились термины “электронные ведомости”, “электронные деньги” и т. д.
Наиболее перспективным и быстроразвивающимся направлением автоматизации процесса ввода информации в ЭВМ является применение штриховых кодов.
Штриховой код представляет собой чередование темных и светлых полос разной ширины. Структура штрихового кода представлена на слайде.
По мнению специалистов, системы штрихового кодирования имеют перспективу и дают возможность решить одну из самых сложных компьютерных проблем - ввод данных.
В настоящее время штриховые коды широко используются не только при производстве и в торговле товарами, но и во многих отраслях промышленного производства.
Товарный штриховой код присваивается продукции (товару) на этапе запуска его в производство. Штрих-коды получили широкое практическое применение почти во всех сферах деятельности человека (Приложение 3):
- Штриховое кодирование помогает в приготовлении медицинских препаратов;
- Превосходная сортировка;
- Штрих-коды наводят порядок на складе;
- Вы можете стать штрих-кодом!
- Штрих-коды охраняют детей;
- Общее наблюдение за частной жизнью;
- Штрих-коды контролируют гарантийное обслуживание;
- Штрих-коды в аэропорту избежать путаницы;
- Штрих-коды и скоропортящиеся продукты;
- Карты безопасности;
- Штрих-коды следят за заключенными;
- Газеты в будущем;
- Штрих-коды помогают найти выгодную цену;
- Штрих-коды как искусство;
- Штрих-коды не пропустят `зайцев`;
- Штрих-коды отлавливают прогульщиков;
- Процесс выписки рецептов;
- Штриховое кодирование и медицина;
- Штрих-коды и гонки Формулы 1;
- Мобильный телефон вместо билета на концерт;
- Штрих-код охраняет детей;
- Шифровка диагнозов заболеваний в листках нетрудоспособности?
Смайлики.
Компьютерный диалект используется в основном для неформального общения её членов, поэтому возникла необходимость передачи эмоций и даже мимики пишущего. В обычном тексте сделать это достаточно сложно, из-за чего и появились специфические знаки препинания (так называемые смайлики). Для их чтения лучше всего немного наклонить голову влево: тогда можно увидеть стилизованный портрет компьютерщика. Интересна история создания смайлика (Приложение 4).
Смайликами (от smile – улыбка) в Интернете называют значки, составленные из знаков препинания, букв и цифр, обозначающие какие-то эмоции.
Смайлик – это лучший способ передать ваши чувства и эмоции при виртуальном общении! Маленькие забавные рожицы, которые вставляются в текст, избавляют от необходимости писать излияния о ваших переживаниях. Считается, что смайлик для Интернета – все равно, что для человечества колесо. Без него невозможно обойтись ни в одной форме виртуального общения. Он крайне прост в употреблении, информативен и при всей своей простоте дает широкий простор воображению. Неудивительно, что его переняли sms-коммуникация, реклама, дизайн, обычная почта, при обмене записками на уроках.
Смайлики настолько прочно вошли в нашу жизнь, что перекочевали из виртуального пространства в науки. Так в психологии, смайлики используют для обозначения типов темпераментов или отслеживают настроение человека.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Мы знаем, насколько велики возможности компьютеров, и широк спектр их применения сегодня и можем только догадываться, какие задачи смогут решать они в ближайшем будущем. Поэтому особенно остро встает вопрос о знании и понимании способов представления информации в компьютере. Нужно, чтобы люди (не только программисты-профессионалы, но и простые пользователи) имели понятие о кодировании информации и о возможных способах кодирования разных видов информации.
Множество кодов очень прочно вошло в нашу жизнь. Если Вы заинтересовались проблемой кодирования информации, то можно прочитать ряд художественных произведений, в которых были затронуты вопросы кодирования и декодирования информации.
- Артур Конан Дойль “Пляшущие человечки”;
- Эдгар По “Золотой жук”;
- Жюль Верн “Путешествие к центру земли”;
- Валентин Каверин “Исполнение желаний”;
- Дэн Браун “Код да Винчи”;
- Дэвид Кан “Взломщики кодов”.
Для наглядности представления материала может быть использованы слайды презентации из Приложения 5.