Опрацювання інформації

Питання опрацювання інформації є одним із основних для учнів. Важливо, щоб учні розуміли, що люди в своїй діяльності постійно зустрічаються з необхідністю опрацьовувати деякуінформацію. Чита­ючи книжку, розглядаючи предмети, людина опрацьовує, запам'ятовує, накопичує інформацію. Поштою, телефоном, по радіо та за допомогою інших засобів зв'язку люди обмінюються інформацією — передають якусь інформацію й одержують іншу. Розв'язуючи задачі, аналізуючи явища, люди опрацьовують інформацію: вхідні знання (умови задач) перетворюються на нові знання (розв'язки задач). Ніщо живе не може існувати та розвиватися, не зберігаючи свого генетичного коду, не сприймаючи інформацію від навколишнього середовища через органи чуття і не переробляючи її за допомогою нервової системи.

Проте мало навчитися зберігати інформацію, необхідно її опрацьо­вувати, здобувати нову інформацію та передавати її.

Зібравши інформацію за допомогою різних засобів, людина береться за її опрацювання і перетворення.

Одним із найефективніших сучасних засобів опрацювання пові­домлень є комп'ютер. За допомогою комп'ютера вхідні повідомлення опрацьовуються за певними правилами, які складаються користувачем. Застосування комп'ютера як інструмента для роботи з інформацією багатогранні та різноманітні. Його використання дозволяє працювати не тільки з відомими моделями об'єктів, а й допомагає їх вдосконалю­вати, а також створювати нові моделі об'єктів, що вивчаються в різно­манітних галузях людської діяльності.

Опрацювання повідомлень у комп'ютері здійснюється за строгими формальними правилами.

Можливості автоматичного опрацювання повідомлень базується на тому, що опрацювання повідомлень не завжди передбачає їх осмислення.

Так учні підводяться до поняття вхідних, вихідних і внутрішніх (проміжних) повідомлень, до поняття опрацювання повідомлень за допомогою автоматів. Необхідно виділити два аспекти:

1.   Приймання, опрацювання, зберігання та передавання повідом­лень людиною.

2.   Приймання, опрацювання, зберігання та передавання повідом­лень комп'ютером.

Важливо, щоб учні розуміли, що на основі аналізу повідомлень, який здійснюється за певними правилами (останні також являють собою повідомлення про те, як слід аналізувати повідомлення, що над­ходять) людина створює (синтезує) нову інформацію, яка може бути подана в різній формі. Питання про загальні правила аналізу повідомлень та інформації, яку вони несуть, та синтезу на основі такого аналізу нової інформації є настільки ж складними, як і питання про те, що таке інформація. Тут необхідно тільки довести до свідомості учнів розумін­ня того, що деякі види повідомлень, що подаються в спеціальній формі за певними правилами, може опрацьовувати (перетворювати) комп'ютер. Однак повідомлення про правила опрацювання повідомлень ма­шині повинна наперед задати людина. Машина може працювати тіль­ки за вказівками людини та опрацьовувати тільки такі повідомлення, які людина подає у формі, прийнятній для введення до пристроїв маши­ни, які призначені для введення та зберігання повідомлень. Аналізувати наявну інформацію і синтезувати (творити) нову інформацію (тобто відкривати нові закони, властивості тощо) може тільки людина.

Питання про синтез нової інформації на основі наявної так само складні, як і закони мислення людини. Тут доцільно обговорити з учня­ми питання про те, чи може машина мислити та підвести їх до чіткого переконання, що машина мислити не може. Вона спроможна лише з великою швидкістю опрацьовувати (перетворювати) великі обсяги повідомлень за правилами, які задаються людиною. Тобто машина діє на основі інформації, яка заздалегідь введена людиною до запам'ято­вуючих пристроїв — "придумати” щось нове вона нездатна.

2. Методика вивчення поняття інформаційної системи

Учням треба знати, як користуватися комп'ютером, як його організовано і які принципи його конструювання. Йдеться про те, що учні повинні бути орієнтовані і як майбутні користувачі ком­п'ютера, і як люди, які в майбутньому можуть обрати професію, пов'я­зану зі створенням, виробництвом та обслуговуванням перетворювачів інформації.

Із відомостями про комп'ютер пов'язана одна із змістових ліній кур­су інформатики. Під час вивчення більшості тем курсу учні матимуть справу з комп'ютером, поглиблюватимуть свої знання про його будову, можливості використання, розвиватимуть власні навички роботи на комп'ютері. Опанування змістовою лінією "Комп'ютер” відбувається за двома напрямами:

•    теоретичне вивчення будови, принципів функціонування і орга­нізації даних у комп'ютері;

•    практичне опанування комп'ютера; одержання навичок засто­сування комп'ютера для виконання різних видів роботи з інфор­мацією.

У курсі інформатики будова комп'ютера вивчається на рівні його архітектури. Під архітектурою мається на увазі опис будови і принципів роботи комп'ютера без подробиць технічного характеру (електронних схем, конструктивних деталей тощо). Опис архітектури — це уявлення про комп'ютер, якого достатньо для людини, що працює за комп'юте­ром, але не конструює чи не ремонтує його.

Щоб учні розуміли, що комп'ютер використовується не тільки для виконання різного роду обчислень, а й для опрацювання повідомлень різного типу, слід крім поняття комп'ютера вводити також поняття інформаційної системи.Однак при систематизації знань учнів доцільно спочатку говорити про комп'ютер, а потім послідовно з відповідними обґрунтуваннями переходити до поняття інформаційної системи.

Процес формування поняття комп'ютера можна поділити на такі основні етапи, кожний з яких має свої завдання:

1.   Початкове ознайомлення з поняттям комп'ютера.

2.   Вивчення функціональної структури комп'ютера, призначення основних пристроїв, формування уявлень про принципи їх дії, принципи зберігання, введення і виведення інформації.

3.   Робота на персональному комп'ютері. Техніка безпеки при робо­ті з комп'ютером.

4.   Основні принципи функціонування комп'ютера.

5.   Основні галузі застосування комп'ютера.

На першому етапі необхідно систематизувати та узагальнити знання учнів про комп'ютер, які вони одержали з різних інформаційних джерел.

При формуванні уявлень про комп'ютер слід виходити з того, що вони повинні бути зв'язаними з поняттями інформації й алгоритму. Саме цей етап вже з самого початку дає можливість поєднати три основних поняття курсу — інформація, алгоритм, комп'ютер.

На уроці вчителю слід використати бесіду, побудовану на частково-пошуковій основі, яку можна почати зі спроби порівняти комп'ютер з будь-яким пристроєм, призначеним для опрацювання деякої сировини, наприклад м'ясорубки.

На перший погляд це зовсім непорівнювані речі, але, з іншого боку, порівняння саме з побутовим пристроєм дозволить, спираючись на асоціативне мислення учнів, визначити суттєві ознаки комп'ютера. Бесіду можна побудувати таким чином.

Щоб здобути потрібний результат при використанні побутового при­строю, необхідно до нього через спеціально пристосований для цього пристрій вкласти деяку сировину. Потім сировину слід переробити різ­ними способами (механічно або за допомогою електроенергії), що зале­жить від людини, яка працює з сировиною (використовуючи різні ножі ДЛЯ обробки: для м'яса — один, для картоплі — інший, для тіста — третій). Причому сировину перед обробкою слід підготувати і подати у певному вигляді (наприклад, м'ясо порізати на шматки та вирізати з нього кістки, почистити цибулю тощо), тобто у підготовленому для використання в пристрої вигляді. В результаті обробки вкладеної до пристрою сировини здобуваємо ту саму сировину, однак оброблену, і в такому вигляді через спеціальний пристрій вона виводиться для подальшого використання.

Аналогічні процеси відбуваються і в комп'ютері, тільки за його допомогою можна опрацьовувати повідомлення (коди повідомлень), які спочатку слід ввести до комп'ютера. Повідомлення при цьому повинні бути подані в певному вигляді, щоб комп'ютер міг їх опрацювати. В результаті цього (тип опрацювання також залежить від людини, яка вказує, як саме при розв'язуванні конкретної задачі слід опрацювати повідомлення) одержуються нові повідомлення, які людина може вико­ристовувати далі.

Доцільно навести приклади опрацювання повідомлень, в яких звер­тається увага на те, з чого починалось опрацювання — вхідні дані, і що одержали після опрацювання — вихідні дані.

Бесіда дозволяє учням самостійно дати описове означення та визначити суттєві ознаки комп'ютера. Практика свідчить, що поняття комп'ютера при цьому засвоюється свідомо й учні легко та вільно пояснюють його функціональне призначення, вказують пристрої, без наявності яких комп'ютер не працюватиме правильно.

Важливо також, щоб учні відразу свідомо користувались поняттям комп'ютера. Для цього доцільно виділити суттєві ознаки комп'ютера, кожну з яких, за можливості, проілюструвати на конкретних прикладах.

1.   Комп'ютер — досить складний електронний пристрій, що скла­дається з деякої сукупності взаємопов'язаних і взаємодіючих електронних пристроїв, кожний з яких виконує свої функції, тобто комп'ютер — це система пристроїв.

2.   Комп'ютер здатний автоматично, без втручання людини, з ве­ликою швидкістю опрацьовувати повідомлення за заздалегідь введеними до його запам'ятовуючих пристроїв правилами, су­купність яких називають програмою.

3.   Комп'ютер може опрацьовувати різні (але не будь-які) повідом­лення, які надходять через відповідні пристрої введення, що перетворюють повідомлення на сукупність електричних сигна­лів, які відповідно фіксуються в пам'яті комп'ютера.

4.   Комп'ютер може запам'ятовувати в спеціальних пристроях (зовнішніх та внутрішніх) як вхідні повідомлення, так і повідом­лення, що одержуються після опрацювання.

5.   Опрацьовані повідомлення комп'ютер може видавати в різній формі через відповідні пристрої виведення у вигляді малюнків, графіків, текстів, електричних сигналів, звукових повідомлень тощо.

6.   Комп'ютер може працювати лише за правилами (програмами), які заздалегідь були розроблені та введені до запам'ятовуючих пристроїв комп'ютера людиною.

Варто підкреслити, що на цьому етапі не слід намагатися дати озна­чення поняття програми. Воно вводиться на інтуїтивному рівні та не викликає в учнів запитань щодо його сутності. Справа в тому, що слово програма часто зустрічається: програма концерту, змагань, телепередач, вечора тощо. Синонім цього слова, який допомагає вчителю дати йому описове означення — сукупність правил, порядок дій.

Виділені основні суттєві ознаки комп'ютера дозволяють швидко і чітко визначити призначення основних його пристроїв, скласти уявлен­ня про сфери застосування комп'ютера, про різні типи комп'ютерів, про доцільність використання того чи іншого типу комп'ютера залежно від вола задач, які розв'язуються з його допомогою та від умов, за яких він експлуатується.

Учні повинні засвоїти, що:

1)  комп'ютер працює з такими видами повідомлень: символьними, числовими, графічними, звуковими;

2)  будь-яка інформація в пам'яті комп'ютера подається у вигляді двійкового коду. Двійковий код означає, що інформація в пам'яті комп'ютера подається за допомогою лише двох символів: нуля і одиниці. В електронних елементах комп'ютера відбувається пере­давання і перетворення електричних сигналів. Двійкові символи розпізнають так: є сигнал — одиниця, немає сигналу — нуль. На магнітних носіях одиниці відповідає намагнічена дільниця поверхні, нулеві — ненамагнічена.

Після виділення суттєвих ознак комп'ютера доцільно пояснити, що слово комп'ютер у перекладі означає обчислювач. Такий термін виник тоді, коли ці електронні пристрої за своїми можливостями могли опра­цьовувати лише числову інформацію, тобто вони здебільшого викорис­товувались для виконання обчислень — операцій над числами. З часом технічні характеристики комп'ютера вдосконалювались, що привело до розширення можливостей його використання щодо опрацювання різ­них повідомлень — текстових, графічних, звукових та ін. Саме тому з наукової точки зору такий пристрій правильно називати не обчислю­вальною системою, а системою для опрацювання інформації, тобто інформаційною системою. У такій системі можна виділити дві частини: апаратну таінформаційну. До інформаційної частини входять про­грами, за якими працює комп'ютер, та різні набори даних (мал. 2.1).

Цілком логічно далі переходити до ознайомлення з апаратною складовою.