11. Разнообразие задач обработки информации. Систематизация информации

Введение. Разнообразие задач обработки информации

Представьте: вы подошли к светофору, увидели красный свет. Что нужно сделать? Конечно, остановиться. На самом деле цвет сигнала светофора — это информация. Её воспринимают наши глаза, мозг обрабатывает и принимает решение.

Есть сигналы, которые наш организм обрабатывает настолько быстро, что мы даже не успеваем осознать, что произошло.

Рефлексы возникли у наших далёких предков, чтобы обеспечить возможность выживания. Так, прикоснувшись к чему-то очень горячему, вы непроизвольно отдёрнете руку. В такой ситуации даже десятые доли секунды могут быть решающими и помогут избежать ожога и серьёзного вреда для организма. То есть иногда важна и скорость обработки информации.

Но не только человек занимается обработкой информации, это делают практически все живые организмы. Так, лягушка, увидев комара, «анализирует» его траекторию, принимает решение и выбрасывает язык, чтобы поймать комара в соответствующей точке. Её мозг тоже занят обработкой информации.

Информацию могут обрабатывать не только живые организмы. Человек изобрёл себе множество помощников, которые решают важные задачи:

1. ускоряют обработку информации (перемножить стозначные числа можно и в столбик, но это очень долго, а калькулятор справляется почти мгновенно);

2. обрабатывают огромные массивы информации, которые вряд ли может охватить человек (например, поиск статьи по ключевым словам среди миллионов сайтов в интернете), то есть расширяют наши возможности и помогают нам.

Отправляясь за границу, вы с большой вероятностью будете пользоваться переводчиком, который сегодня есть фактически в каждом мобильном устройстве.

Так, вы на родном языке напишете фразу или предложение, а программа этот текст обработает и переведёт на язык, понятный вашему иностранному собеседнику. Получается, что телефон выполнил вашу задачу и обработал информацию.

В этом случае мы можем назвать его исполнителем, а процесс перевода — обработкой информации.

Калькулятор как исполнитель обрабатывает информацию, выполняя заданные арифметические действия, а навигатор обрабатывает информацию со спутников и показывает вам ситуацию на дорогах и лучший маршрут.

Однако обратите внимание, что исполнителем может быть не только специальное техническое устройство, но и сам человек.

Вы хорошо знакомы с самыми разными задачами по математике и наверняка умеете их решать.

Так вот, увидев условие задачи, внимательно прочитав его, выполнив действия и получив результат в виде ответа, вы занимаетесь не чем иным, как обработкой информации.

Обработка информации — это решение некоторой информационной задачи.

Важно, что в любом процессе обработки информации существует некая исходная информация и обязательно итог — новая информация. Первую называют входной информацией, вторую — выходной.

При переходе через дорогу каждый получает зрительную (а может, ещё и звуковую) входную информацию о том, что зелёный сигнал светофора вот-вот выключится и загорится красный.

Здесь в работу вступает исполнитель — мозг. Он обрабатывает поступившую информацию и выдаёт преобразованную — выходную. Она обязательно уведомит вас о том, что нужно остановиться и подождать.

Входной информацией может быть просмотренный фильм, а выходной — ваше эссе по нему; услышанный прогноз погоды преобразуется в решение взять с собой зонт и надеть непромокаемую обувь.

Часто обработка информации направлена на изменение формы исходных данных (как в нашем первом примере про перевод с одного языка на другой).

Форма исходных данных в информатике изменяется, например, при поиске нужной информации в хранилище, кодировании информации или систематизации исходной информации.

Систематизация информации

Поговорим о систематизации. Начнём с того, что есть порядок, а есть хаос.

В шкафу вещи могут быть разложены аккуратно, по полочкам. А могут быть раскиданы.

Чтобы навести и поддерживать порядок, нужны усилия. Беспорядок образуется сам. Порядок удобен тем, что он облегчает поиск.

Если книги расположены по алфавиту, то найти произведение нужного автора не составит труда.

Но порядок — это знание о структуре. Для постороннего человека может показаться, что у вас на столе беспорядок, хотя вы сами точно знаете, где какая вещь лежит, и с лёгкостью её найдёте. С вашей точки зрения, вещи упорядочены, с точки зрения мамы — нет.

Если вы не знаете, что происходит, то движения людей могут казаться хаосом, но стоит посмотреть сверху, окажется, что они изображают различные фигуры.

Другой пример: 4 3 3 6 4 5 4 6 6. На первый взгляд, беспорядочный набор чисел.

Если догадаться, что это количество букв в словах «один», «два», «три», «четыре», «пять», «шесть» и так далее, то ряд становится упорядоченным и сразу понятно, что следующее число — 6 (количество букв в слове «десять»).

Итак, знание о порядке — важное знание, которое необходимо не только иметь, но и учиться создавать.

Вы уже наверняка знаете, что покупки в интернет-магазине — явление очень распространённое. Это могут быть одежда или обувь, игрушки или компьютерные игры, а может быть какая-то техника. Мама могла заказать доставку продуктов через мобильное приложение, а вы могли ей помогать.

В любой из приведённых ситуаций вы пользовались некоторым списком объектов, разделённых на подгруппы по определённым признакам, которые вы могли выбирать на своё усмотрение.

Оформляя доставку продуктов, мама наверняка прошлась по всем категориям и выбрала какие-то фрукты, какие-то овощи, какие-то молочные продукты, крупы, бытовую химию.

Получается, что приложение как бы разложило все свои товары по виртуальным полочкам, на которых лежат только подходящие под определённый признак товары.

При этом каждый из этих признаков может делиться ещё на более мелкие группы.

Например, выбирая платье, обязательно нужно выбрать категорию «платья», а после настроить выбор для своего размера, нужного цвета и фасона.

Книги в библиотеке тоже расставлены в определённом порядке — обычно по областям: художественная литература, биология, история, военные хроники и так далее. Но внутри каждой из этих областей можно сортировать книги по алфавиту, чтобы было легче их найти, а если нужно, то ещё и по цветам, например.

Мы сами можем выбирать, по каким признакам классифицировать объекты, или пользоваться готовыми классификациями. Так или иначе, мы будем иметь дело с процессом систематизации.

Систематизация — это упорядочивание объектов по заданным критериям, признакам, их разделение на группы или сортировка.

Этот процесс в первую очередь призван упрощать поиск нужного объекта или информации. Именно поэтому в детстве мы учимся все вещи раскладывать по местам.

Сложно назвать такую сферу жизни, в которой отсутствует процесс сортировки.

На сегодняшний день сортировке подвергается даже мусор — так процесс его переработки становится менее затратным и более эффективным. Этот пример иллюстрирует проявление заботы о чистоте в нашей стране и на планете в целом.

Подведём итог, запомнив основные виды сортировки:

а) по алфавиту (то есть в порядке следования букв в алфавите);

б) по номерам (в порядке возрастания или убывания чисел);

в) в хронологической последовательности (по дате и времени);

г) по росту, возрасту, цвету, теме и так далее.

Практика

Обратите внимание на слова на экране.

Звезда, автомобиль, щука, гепард, вилка, воздух, ветер, петух, лиса, слон, корова, почва, компьютер, журнал, телевизор, гора, море, озеро, снег, комар, муха, платье, олень, овца, карась, дуб, осина, человек, роза, дождь, роса, бабочка, утка, яблоко, страус, помидор, ураган, лягушка, дом, муха, муравей.

Как вы думаете, по каким категориям их можно рассортировать?

Конечно, ответов можно дать несколько.

Давайте выполним систематизацию объектов, используя следующую таблицу.

Табл. 1. Таблица для систематизации объектов

Рассортируем их по признаку, так скажем, происхождения. Объекты могут быть природными и не природными, то есть созданными человеком, или, как их ещё называют, техногенными. В свою очередь, объекты природы делятся на живые и неживые.

Рекомендуем выполнить сортировку и сравнить результаты.

Табл. 2. Сортировка объектов

А ещё проще отсортировать объекты по алфавиту, от А до Я.

Не забывайте правило, согласно которому сортируют слова, начинающиеся с одной буквы — просто смотрите на каждую следующую и так же ориентируйтесь на расположение букв.

Например, посмотрите на слова «снег» и «страус». Какое должно стоять первым? Конечно, это слово «снег», поскольку буква Н находится ближе к букве А. Зная это правило, вы легко справитесь с задачей.

Кстати, делать это вручную вовсе не обязательно. Сэкономить время и не ошибиться позволяют многие текстовые редакторы, в них имеется команда сортировки и варианты признаков, по которым её можно произвести.

Теперь вернёмся к первой части задания, где мы разделили объекты на природные и техногенные. Возьмём только те, что находятся в колонке «Объекты живой природы», и, используя их, рассортируем по видам: звери, птицы, рыбы, насекомые.

Табл. 3. Таблица для систематизации объектов по видам

Таким образом, уже выделенные по неким признакам объекты можно разбить на ещё более узкие группы. Сравните результат сортировки на экране с тем, что получилось у вас.

Табл. 4. Сортировка объектов по видам

Ну и, конечно, самой лёгкой задачей является сортировка объектов по номерам, то есть присвоение каждому из них порядкового номера. Такую форму представления информации называют нумерованным списком.

Со списками мы подробнее познакомимся на следующем уроке.

Список литературы

Информатика. 5 класс: учебник / Л. Л. Босова, А. Ю. Босова. — М.: Просвещение, 2022.

Домашнее задание

1. В чём заключается обработка информации, когда вы:

а) покупаете билеты в кино;

б) пишете сочинение;

в) разгадываете ребус;

г) играете в «Морской бой»?

2. Приведите примеры систематизации информации, которую вы выполняете:

а) в процессе обучения;

б) в повседневной жизни.

3. По какому признаку систематизирована информация в учебнике информатики?

4. По какому признаку выполнена сортировка файлов в каждом случае?

а) 

б) 

в)