Язык как способ представления информации естественные формальные языки

Язык как способ представления информации: естественные и формальные языки

В процессе передачи, хранения информация представляется в виде символов, жестов, рисунков (пиктограмм), иероглифов, звуков, сигналов и т.д.
При получении информации в какой-либо форме человек (живой организм, компьютер) преобразует (анализирует, обрабатывает) ее в понятный для себя вид.
Преобразование информации из одной формы в другую называется кодированием.
Наиболее частое кодирование информации — это человеческая речь, письменность, то есть язык.

Различают естественные и искусственные (формальные) языки.
Естественные языки развивались веками и служат для общения людей между собой. Примеры естественных языков — русский, английский, китайский и т.д.
Формальные языки разрабатываются для специальных применений. Примером формальных языков могут служить языки программирования (Лого, Basic, Pascal и т.д.), языки кодирования информации для ее передачи (телеграфная азбука Морзе, язык жестов), хранения (рисунки-пиктограммы) и т. п.
Каждый язык имеет свой алфавит.

Информационные процессы

Процессы, связанные с получением, хранением, обработкой и передачей информации.

Информационные процессы характерны не только для живой природы, человека и общества, но и для техники. Человеком разработаны технические устройства, в частности компьютеры, которые специально предназначены для автоматической обработки информации. Создание глобальной компьютерной сети Интернет позволило обеспечить для каждого человека потенциальную возможность быстрого доступа ко всему объему информации, накопленному человечеством за всю его историю.

Хранение информации.

Человек обычно хранит информацию либо в собственной памяти, либо на «внешних» носителях (на бумаге, фотопленке, видеопленке и пp,). Хранение информации имеет большое значение для многократного использования информации и передачи информации во времен». Для долговременного хранения используются книги, в настоящее время — компьютерные носители, устройства внешней памяти и др. Информация чаще всего хранится для неоднократной дальнейшей работы с ней. В этом случае для ускорения поиска информация должна быть, как-то упорядочена. В библиотеках это — картотеки, при хранении с использованием компьютера — размещение информации в определенных папках, в более сложных случаях — это базы данных, информационно-поисковые системы и. т. д.

Передача информации.

Передача информации необходима для ее распространения. Передача информации может происходить при непосредственном разговоре между людьми, посредством переписки, а также с помощью технических средств связи. Основными устройствами, для быстрой передачи информации на большие расстоянии в настоящее время являются телеграф, радио — телефон, телевизионный передатчик, телекоммуникационные сети на базе вычислительных систем. Такие средства связи принято называть каналами передачи информации. Следует отметить, что в процессе передачи информации, она может искажаться или теряться. Это происходит в тех случаях, когда информационные каналы плохого качества или на линии связи присутствуют шумы (помехи).

Передача информации — это всегда двусторонний процесс. В котором есть источник, и есть приемник информации. Источник передает информацию, а приемник ее получает.

Получение информации основано на отражении различных свойств процессов, объектов, и явлений окружающей среды. Этот процесс выражается в восприятии с помощью органов чувств. Для улучшения восприятия информации человек придумал различные индивидуальные приспособления и приборы — очки, бинокль, микроскоп, стетоскоп, различные датчики и т. п.

Обработка информации.

Человеческое мышление можно рассматривать как процесс обработки информации. Человек является носителем очень большого объема информации в виде зрительных образов, знания различных фактов и теорий и т. д. Весь процесс познания является процессом получения и накопления информации. Для обмена информацией между людьми служат языки. Хранение информации осуществляется с помощью книг, а в последнее время все больше посредством электронных носителей.

Человеку почти непрерывно приходится заниматься обработкой информации, например:

• Получение новой информации из уже известной путем логических рассуждении или математических вычислений (например, решение геометрической задачи);
• Изменение формы представлен им информации без изменения ее содержания (например, перевод текста с одного языка на другой);
• Упорядочение (сортировка) информации (например, упорядо­чение расписания движения поездов по времени их отправления);
• Поиск нужной информации в некотором информационном массиве (например, поиск номера телефона в телефонной книге).

Обработка информации подразумевает преобразование ее к виду, отличному от исходной формы или содержания информации. Процесс изменения информации может включать в себя, например, такие действия как численные расчеты, редактирование (упорядочивание, обобщение, систематизацию и т. д.)
Результаты обработки информации в дальнейшем используются в тех или иных целях.

2. Определение результата выполнения алгоритма по его блок-схеме, записи на естественном языке или записи на языке программирования.

Источник

Учитель информатики

Сайт учителя информатики. Технологические карты уроков, Подготовка к ОГЭ и ЕГЭ, полезный материал и многое другое.

§ 1.4. Представление информации

Информатика. 7 класса. Босова Л.Л. Оглавление

• знак
• знаковая система
• естественные языки
• формальные языки
• формы представления информации

1.4.1. Знаки и знаковые системы

Информация, полученная человеком из опыта, наблюдений или путём размышлений, должна быть некоторым образом зафиксирована в материальной форме для сохранения и сообщения (передачи) другому человеку.

Всю свою историю для сохранения и передачи информации человечество пользуется разнообразными знаками.

Знак представляет собой заменитель объекта — предмета, явления, действия, свойства или отношения. Знак (набор знаков) позволяет передающему информацию вызвать в сознании принимающего информацию образ объекта.

Знак — это явное или неявное соглашение о приписывании некоторому чувственно воспринимаемому объекту определённого смысла. Соглашение явное, если форма знака позволяет догадаться о его смысле; знаки в этом случае называют пиктограммами (рис. 1.6). Если связь между формой и значением знака устанавливается по договорённости (неявное соглашение), то такие знаки называют символами (рис. 1.7).

Если соглашения о связи формы и значения знаков неизвестны, то невозможно выяснить смысл сообщений, представленных такими знаками. До сих пор не разгаданы письмена острова Пасхи, надписи на Фестском диске и других археологических находках. Но некоторые древние письмена учёные всё же смогли расшифровать. О том, как им это удалось, можно узнать из электронного образовательного ресурса «Клинопись и иероглифы» (191729), размещённого на сайте http://sc.edu.ru/.

Люди используют отдельные знаки и знаковые системы.

Знаковая система определяется множеством всех входящих в неё знаков (алфавитом) и правилами оперирования этими знаками.

Примером знаковой системы является язык, которым человек пользуется для выражения своих мыслей, в общении с другими людьми.

1.4.2. Язык как знаковая система

Общение между людьми может проходить в устной или письменной форме с использованием соответствующих звуковых или зрительных знаков.

Из курса истории вы знаете, что сначала у человека появилась речь. Значительно позже появилась письменность — знаковая система фиксации мыслей и речи, позволяющая с помощью начертательных элементов закреплять информацию во времени и передавать на расстояние.

Звуковые знаки, из которых складывается наша устная речь, называются фонемами. Из фонем складываются слоги, из слогов — слова, из слов — фразы. На письме каждую фонему мы обозначаем отдельной буквой или сочетанием букв. Такая письменность называется буквенно-звуковой. Кроме неё существует слоговое и идеографическое письмо. Слоговое письмо принято в Японии, где отдельным значком обозначается каждый слог. В Китае отдельные значки (иероглифы) используются для обозначения слов; такой способ письма называется идеографическим.

На сайте http://sc.edu.ru/ размещён информационный источник «История письменности» (191647). Это полнотекстовая электронная версия брошюры В. А. Висковатова «Как люди научились писать», опубликованной в 1886 году. Её оригинал хранится в Государственной публичной исторической библиотеке России. Благодаря современным техническим возможностям, вы можете, сидя за своим компьютером, познакомиться с этой книгой и узнать из неё много интересного.

1.4.3. Естественные и формальные языки

Языки, используемые для общения людей, называются естественными языками. Их насчитывается несколько тысяч. Самым массовым естественным языком считается китайский язык, являющийся родным более чем для миллиарда человек. К числу наиболее распространённых в мире относится английский язык, используемый более чем в ста странах. Естественные языки характеризуются:

• широкой сферой применения — естественный язык известен всему национальному сообществу;
• наличием большого количества правил, одни из которых сформулированы явно (правила грамматики), другие неявно (правила смысла и употребления);
• гибкостью — естественный язык применим для описания любых, в том числе новых, ситуаций;
• открытостью — естественный язык позволяет говорящему порождать новые и при этом понятные для собеседника знаки (слова), а также использовать существующие знаки в новых значениях;
• динамичностью — естественный язык быстро приспосабливается к многообразным потребностям межличностного взаимодействия людей.

Развитие науки и техники повлекло создание формальных языков, применяемых специалистами в профессиональной деятельности. При этом многие формальные языки имеют международное употребление.

Формальный язык — это такой язык, в котором одинаковые сочетания знаков всегда имеют одинаковый смысл. К формальным языкам относятся системы математических, химических символов, нотная грамота, азбука Морзе и многие другие. Формальным языком является используемая повсеместно десятичная система счисления, позволяющая именовать и записывать числа, а также выполнять над ними арифметические операции. К формальным языкам относятся языки программирования, с которыми вы будете знакомиться на уроках информатики.

Особенностью формальных языков является то, что все правила в них задаются в явной форме; это обеспечивает однозначность записи и восприятия сообщений на этих языках.

1.4.4. Формы представления информации

Одна и та же информация может быть выражена разными способами. Человек может представить информацию в знаковой или образной форме (рис. 1.8).

Представление информации в той или иной форме иначе называют кодированием.

Представление информации с помощью некоторой знаковой системы дискретно (составлено из отдельных значений). Образное представление информации непрерывно.

Самое главное.

Человек для сохранения и передачи информации другому человеку фиксирует её с помощью знаков. Знак (набор знаков) — заменитель объекта, позволяющий передающему информацию вызвать в сознании принимающего информацию образ объекта.

Язык — знаковая система, используемая человеком для выражения своих мыслей, общения с другими людьми. Различают естественные и формальные языки.

Человек может представить информацию на естественных языках, на формальных языках, в различных образных формах.

Представление информации на каком-либо языке или в образной форме называют кодированием.

Вопросы и задания

1.Ознакомьтесь с материалом презентации к параграфу, содержащейся в электронном приложении к учебнику. Что вы можете сказать о формах представления информации в презентации и в учебнике? Какими слайдами вы могли бы дополнить презентацию?

Источник

Язык и алфавит представления информации

Вы будете перенаправлены на Автор24

Общее понятие кодирования информации

Познание окружающего мира начинается с восприятия его человеком с помощью органов чувств. Зрение, вкус, слух, обоняние, осязание доводят до нашего сознания информацию о самых разнообразных свойствах предметов, а также явлениях и процессах, происходящих вокруг нас. Эта информация поступает к нам в виде набора символов или сигналов. Однако если эти символы или сигналы никому не ясны, то информация будет бесполезной. Поэтому требуется язык общения, который будет понятен всем.

Естественные и формальные языки представления информации

Язык — это знаковая система для представления и передачи информации.

• естественные (например, мимика и жесты, музыка, живопись, речь человека);
• формальные (например, математическая символика, чертежи и схемы, нотная грамота, языки программирования).

Естественный язык можно формализовать. Так для формализации музыки изобрели нотную грамоту, для формализации речи создали национальные алфавиты (например, латинский ($26$ символов), русский ($33$ символа)), кроме этого арабские цифры, азбуку Морзе и т.д.

Естественные языки развивались веками и служили для общения людей между собой. Формальные языки разрабатываются для специальных применений.

Коммуникативный язык несет в себе логическую информацию, именно с помощью него человек преобразует получаемую информацию в знания и передает эти знания другим людям.

Алфавиты представления информации

Первобытные люди для обозначения каждого нового предмета придумывали новые имена. Для получения необходимого разнообразия имен, названий они стали комбинировать звуки таким образом, чтобы получить в результате слова. Так в ходе эволюции человека появилась идея создания конечного алфавита, т.е. некоторого фиксированного набора знаков, из которого можно составить как угодно много слов. Комбинация знаков алфавита называется словом. Из слов можно составлять фразы, которые будут нести определенную смысловую нагрузку.

Готовые работы на аналогичную тему

Таким образом, алфавит – это упорядоченный набор символов или сигналов, который составляет основу языка.

Мощность алфавита — это количество составляющих его символов.

Человек в своей практике общения использует самые разнообразные языки (например, дорожная грамота, включающая в себя знаки дорожного движения и разметки). Прежде всего, это, конечно же, языки устной и письменной речи, в том числе и иностранные.

Кроме того, человек использует ряд языков профессионального назначения. К ним относятся языки математических и химических формул, обозначений электроники (например, схема электрической цепи), языки программирования. При этом каждый язык имеет свой алфавит.

С развитием технических средств передачи информации появилась необходимость использования помимо речевых алфавитов многих других. Одним из примеров первых алфавитов, используемых в технике, является азбука Морзе, в которой каждому знаку обычного алфавита соответствует набор точек и тире.

Общее понятие кодирования информации

Воспринимая информацию, человек стал стремиться зафиксировать ее таким образом, чтобы она стала понятной для других, представляя ее в той или иной форме.

Музыкальную тему композитор может наиграть на пианино, а затем записать с помощью нот. Образы, навеянные все той же мелодией, поэт может воплотить в виде стихотворения, хореограф выразить танцем, а художник — в картине.

Люди сохраняют свои знания, записывая их на различных носителях. Благодаря чему эти знания передаются не только в пространстве, но и во времени — от одного поколения к другому.

До наших дней дошли послания предков, которые с помощью различных символов пытались изобразить себя и свои поступки в памятниках и надписях. Примером могут служить наскальные рисунки (петроглифы), которые по сей день представляют загадку для ученых. Вероятнее всего, таким образом древние люди пытались вступить в контакт с будущими поколениями и сообщить о событиях их жизни.

Каждый народ имеет свой язык, состоящий из набора символов (букв): русский, английский, японский и многие другие. Об этом уже упоминалось ранее.

Представление информации с помощью какого-либо языка часто называют кодированием.

Код — это набор символов либо условных обозначений, используемый для представления информации.

Алфавит кодирования содержит полный набор кодов.

Кодирование — это процесс представления информации с помощью кода.

Так водитель пытается передать сигнал с помощью гудка или мигания фар. В данном случае гудок (его наличие или отсутствие) – это код, а в случае световой сигнализации кодом будет являться мигание фар или его отсутствие. Пешеход встречается с кодированием информации при переходе дороги по сигналу светофора. Код определяет цвет светофора — красный, желтый, зеленый.

Естественный язык, на котором мы общаемся, тоже представляет собой код, называемый алфавитом. Во время устной речи этот код передается звуками, при письменной — буквами. Причем одну и ту же информацию можно представить различными способами. К примеру, запись разговора можно закодировать на бумажном носителе двумя способами: с помощью букв или специальных стенографических знаков.

В более узком смысле под кодированием часто понимают переход от одной формы представления информации к другой, которая более удобна при хранении, передаче или обработке.

В процессе развития технических средств появлялись новые способы кодирования информации. Так во второй половине XIX века американский изобретатель Сэмюэль Морзе придумал удивительно простой код, который применяется до сих пор. Используя этот код, информацию можно представить в виде: длинного сигнала (тире), короткого сигнала (точки) и отсутствия сигнала (паузы) для разделения букв. Таким образом, принцип кодирования сводился к использованию набора символов, расположенных в строго определенном порядке.

Люди во все времена пытались найти способы быстрого обмена сообщениями. Для этого существовали гонцы, использовались почтовые голуби. Разные народы использовали различные способы оповещения о надвигающейся опасности: это и барабанный бой, и дым костров, и набат колокола, и флаги определенных цветов и пр. Однако при передаче таким способом информации требовалась предварительная договоренность, чтобы принимаемые сообщения были поняты.

Знаменитый немецкий ученый Готфрид Вильгельм Лейбниц предложил еще в XVII веке уникальную по своей простоте систему представления чисел, основанную на использовании вычислений с помощью двоек.

В настоящее время этот способ представления информации с помощью языка, в состав которого входит всего два символа: $0$ и $1$, называется двоичным кодированием информации и широко используется в технических устройствах, в том числе и в компьютере. Эти два символа $0$ и $1$ принято называть двоичными цифрами или битами (от англ. bit — Binary Digit — двоичный знак).

Инженеров такой способ кодирования информации привлек простотой технической реализации, поскольку при помощи $0$ и $1$ ($0$ – сигнала нет, $1$ – сигнал есть) можно закодировать любое сообщение.

Каждому человеку ежедневно в бытовых условиях приходится сталкиваться с устройствами, которые могут находиться только в двух устойчивых состояниях: включено или выключено. И это хорошо известные всем выключатели. Однако изобрести выключатель, который был бы способен устойчиво и быстро переключаться в любое из $10$ состояний, оказалось невозможно. В итоге после ряда неудачных попыток разработчики сделали вывод о невозможности создания компьютера на основе десятичной системы счисления. Поэтому представление чисел в компьютере осуществляется с помощью двоичной системы счисления.

Способ кодирования информации зависит от цели, которая при этом должна быть достигнута. Целью может являться сокращение записи, засекречивание (шифровка) информации, или, напротив, достижение взаимопонимания. Например, система дорожных знаков, флажковая азбука на флоте, специальные научные языки и символы ― химические, математические, медицинские и др., предназначены для того, чтобы люди могли общаться и понимать друг друга. От того, как представлена информация, зависит способ ее обработки, хранения, передачи и т.д.

Источник