Информационная служба и затраты энергии

     Министерство  образования и науки Российской Федерации 
Государственное образовательное учреждение 
высшего профессионального образования 
«Сибирский государственный аэрокосмический университет 
имени академика М. Ф. Решетнева» (СибГАУ) 
 
 

     КУРСОВАЯ  РАБОТА

     на  тему:

     Информационная  служба и затраты энергии. 
(Вариант № 13) 
 
 
 
 

     Выполнила: студентка гр. Э – 01

     Шарифулина  В.В. 

     Проверил: доцент, к.т.н. 
Снежко А.А. 
 
 
 
 

Красноярск 2011

 

Оглавление

Введение. 4

Понятие информации. 5

Информационные  системы. 9

Связь информации с энтропией. 17

Энергия и энтропия. 24

Заключение. 26

Список  использованной литературы. 27 

 

Шарифулина  В.В., студент гр. Э – 01

       Информационная  служба и затраты  энергии. Курсовая работа по дисциплине «Теоретические основы прогрессивных технологий». – Красноярск: Сибирский государственный аэрокосмический университет, 2011 . – с.

     В курсовой работе рассмотрены вопросы, связанные с понятием информации, ее видами, способами передачи, информационными системами (Интернет, навигационные системы GPS, ГЛОНАСС и т.д.), рассматривается связь информации с энтропией и с энергией, затраченной на передачу и кодировку (раскодировку) информации (формула Шеннона).

     Список литературы из 9 наименований

 

Введение.

       Связь информации и сохранения энергии  сложно охарактеризовать однозначно. Идеологи информатизации утверждают, что оптимизация всех жизненных процессов, снижение транзакционных издержек при пользовании высокотехнологичными информационными ресурсами – и есть долгожданный путь к рационализации использования земной энергетики.

       Однако  информационно-технократическое общество несет для человечества и безусловную опасность. Раздвижение границ жилых пространств человеческих общин, глобальная интеграция, неуправляемость информационными потоками, информационный бум и невозможность структурировать все беспорядочные потоки сведений даже за несколько человеческих жизней. Все это далеко не способствует разумному расходованию сил человека.

       Для того, чтобы более ясно понять все  противоречивые тенденции эпохи  информатизации, необходимо окинуть  взглядом основные современные технологии связи, а также теории социальных последствий расширения массовых коммуникаций.

       Целью настоящей работы является исследование понятия энтропии и его применения для описания реальных явлений, взаимосвязь энтропии и информации. 

       В связи с поставленной целью можно формулировать следующие задачи исследования: 

1. дать определение термина «информация» и рассмотреть ее свойства, виды;
2. рассмотреть виды информационных систем;
3. рассмотреть, как экономия энергии зависит от энтропии.

 

 

Понятие информации.

       Понятие информация является первичным понятием, точное определение которому дать невозможно. Поэтому ограничусь лишь некоторыми его толкованиями.

       Информация  – это сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, воспринятых человеком[1].

       Информация  – это понимание смысла, представлений, интерпретаций, возникающее в аппарате мышления человека после получения  им данных, взаимосвязанное с предшествующими  знаниями и понятиями в совокупности сведений[2].

       Поэтому в дальнейшем под информацией  мы будем понимать то, что содержится в совокупности сведений, находящихся  в книгах, компьютерах, библиотеках  и т.д.

       Основные виды информации по ее форме представления, способам ее кодирования и хранения, что имеет наибольшее значение для информатики, это:

• Графическая или изобразительная - первый вид, для которого был реализован способ хранения информации об окружающем мире в виде наскальных рисунков, а позднее в виде картин, фотографий, схем, чертежей на бумаге, холсте, мраморе и др. материалах, изображающих картины реального мира;
• Звуковая - мир вокруг нас полон звуков и задача их хранения и тиражирования была решена с изобретением звукозаписывающих устройств в 1877 г. ; ее разновидностью является музыкальная информация - для этого вида был изобретен способ кодирования с использованием специальных символов, что делает возможным хранение ее аналогично графической информации;
• Текстовая - способ кодирования речи человека специальными символами - буквами, причем разные народы имеют разные языки и используют различные наборы букв для отображения речи; особенно большое значение этот способ приобрел после изобретения бумаги и книгопечатания;
• Числовая - количественная мера объектов и их свойств в окружающем мире; особенно большое значение приобрела с развитием торговли, экономики и денежного обмена; аналогично текстовой информации для ее отображения используется метод кодирования специальными символами - цифрами, причем системы кодирования (счисления) могут быть разными;
• Видеоинформация - способ сохранения «живых» картин окружающего мира, появившийся с изобретением кино;
• Существуют также виды информации, для которых до сих пор не изобретено способов их кодирования и хранения - это тактильная информация, передаваемая ощущениями, органолептическая, передаваемая запахами и вкусами и др. [3].

       Для передачи информации на большие расстояния первоначально использовались кодированные световые сигналы, с изобретением электричества  - передача закодированного определенным образом сигнала по проводам, позднее - с использованием радиоволн.

       Дополним  описанные понятия информации некоторыми характеристиками информации:

1. Представляет собой очень важный ресурс современного производства, снижающий потребности в расходе сырья, энергии, капитала и т.д.;
2. Является товаром, причем продавец информации после продажи ее не теряет;
3. Придает дополнительную ценность другим ресурсам: чем интеллектуальнее труд, вложенный в разработку интегральной схемы, тем больше новых возможностей ожидать от ее использования;
4. Нематериальна, но проявляется в форме материальных носителей дискретных знаков или первичных сигналов;
5. Имеет объективную количественную сторону и не имеет смысловой, так как важность последней может оценить только человек, а не техническое устройство;
6. Отражает содержание сообщения, понижающего неопределенность некоторого опыта с неоднозначным исходом [2].

       Как и всякий объект, информация обладает свойствами. Характерной отличительной  особенностью информации от других объектов природы и общества, является дуализм: на свойства информации влияют как  свойства исходных данных, составляющих ее содержательную часть, так и свойства методов, фиксирующих эту информацию.

       С точки зрения информатики наиболее важными представляются следующие  общие качественные свойства: объективность, достоверность, полнота, точность, актуальность, полезность, ценность, своевременность, понятность, доступность, краткость  и пр.

1. Объективность информации. Объективный – существующий вне и независимо от человеческого сознания. Информация – это отражение внешнего объективного мира. Информация объективна, если она не зависит от методов ее фиксации, чьего-либо мнения, суждения.

Пример. Сообщение «На улице тепло» несет  субъективную информацию, а сообщение  «На улице 22°С» – объективную, но с точностью, зависящей от погрешности  средства измерения.

Объективную информацию можно получить с помощью  исправных датчиков, измерительных  приборов. Отражаясь в сознании человека, информация может искажаться (в большей  или меньшей степени) в зависимости  от мнения, суждения, опыта, знаний конкретного  субъекта, и, таким образом, перестать  быть объективной.

2. Достоверность информации. Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Объективная информация всегда достоверна, но достоверная информация может быть как объективной, так и субъективной. Достоверная информация помогает принять нам правильное решение. Недостоверной информация может быть по следующим причинам:
• преднамеренное искажение (дезинформация) или непреднамеренное искажение субъективного свойства;
• искажение в результате воздействия помех («испорченный телефон») и недостаточно точных средств ее фиксации.
3. Полнота информации. Информацию можно назвать полной, если ее достаточно для понимания и принятия решений. Неполная информация может привести к ошибочному выводу или решению.
4. Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т. п.
5. Актуальность информации – важность для настоящего времени, злободневность, насущность. Только вовремя полученная информация может быть полезна.
6. Полезность (ценность) информации. Полезность может быть оценена применительно к нуждам конкретных ее потребителей и оценивается по тем задачам, которые можно решить с ее помощью.

       Самая ценная информация – объективная, достоверная, полная, и актуальная. При этом следует  учитывать, что и необъективная, недостоверная информация (например, художественная литература), имеет  большую значимость для человека. Социальная (общественная) информация обладает еще и дополнительными свойствами:

• имеет семантический (смысловой) характер, т. е. понятийный, так как именно в понятиях обобщаются наиболее существенные признаки предметов, процессов и явлений окружающего мира.
• имеет языковую природу (кроме некоторых видов эстетической информации, например изобразительного искусства). Одно и то же содержание может быть выражено на разных естественных (разговорных) языках, записано в виде математических формул и т. д.

       С течением времени количество информации растет, информация накапливается, происходит ее систематизация, оценка и обобщение. Это свойство назвали ростом и  кумулированием информации. (Кумуляция  – от лат. cumulatio – увеличение, скопление).

       Старение  информации заключается в уменьшении ее ценности с течением времени. Старит информацию не само время, а появление  новой информации, которая уточняет, дополняет или отвергает полностью  или частично более раннюю. Научно-техническая  информация стареет быстрее, эстетическая (произведения искусства) – медленнее.

       Н. Винер подчеркивал, что общество простирается до тех пределов, до каких  распространяется информация.

Информационные  системы.

       Интернет - это не единая сеть, а совокупность более мелких сетей, связанных друг с другом общими каналами и стандартами. Таких сетей превеликое множество: огромные территориальные сети, раскинувшиеся  на целые области, штаты и государства, и ведомственные сети, объединяющие родственные организации, и локальные  компьютерные сети отдельных организаций, и так называемые кампусные сети - сети, объединяющие компьютеры одного или нескольких близлежащих районов  города. Благодаря проложенным между ними каналам высокоскоростной связи, они составляют единое целое, имя которому Интернет.

       Даже  частные пользователи, подключающиеся к Интернету по модему, выделенной линии или поддерживающему такую  возможность сотовому телефону, тоже по сути дела являются частью Сети. Так  что когда мы включаем наш модем  и дозваниваемся до нашего интернет-провайдера (организации, предоставляющей пользователям  доступ в Интернет), то приобщаемся  к единому целому.

       Сеть  Интернет имеет одну замечательную  особенность - она очень устойчива  к сбоям. Так, если где-то порвется провод, мы этого не заметим. А все потому, что данные, которые мы запрашиваем, пойдут в этом случае по другому  проводу. Специалисты говорят, что  Интернет децентрализован - он не имеет единого центра, из которого ведется управление пересылкой данных, поэтому в случае аварии автоматически переконфигурируется и продолжает нормально работать.

       Еще одна замечательная особенность  Интернета - его глобальность, всемирное  распространение. Не вставая из-за компьютера, мы можем совершить путешествие  по всему миру, побывать в США, Австралии, Германии, Зимбабве, на Огненной Земле и даже в Антарктиде. Для этого нужно всего лишь набрать нужный нам адрес.

       Интернет  имеет достаточно долгую и бурную историю. Он появился еще в первой половине 70-х годов XX века, когда  американское Министерство обороны  финансировало проект создания компьютерной сети, устойчивой к сбоям. Разумеется, создавалась эта сеть для нужд обороны, да и название имела другое - ARPANET. Позднее же, в начале 80-х, эта  сеть отошла к ученым, а военные  приступили к созданию другой сети, которой пользуются до сих пор. И  в то же самое время ARPANET был переименован в Internet.

       Первоначально, еще во времена ARPANET, эта сеть использовалась для пересылки электронной почты и обмена файлами. Web-странички, ради которых мы, в основном, и путешествуем по Сети, появились только в конце 80-х. Именно тогда Интернет и "пошел в народ", перестав быть сетью ученых и превратившись в сеть для всех.