Применение информационных технологий в образовании: польза для преподавателей и учащихся
Со стремительным развитием устройств и компьютерной техники информационные технологии вышли на новый уровень.
Они смогли повлиять на ускорение процесса глобализации, который сближает людей по всему миру и способствует обеспечению равных возможностей для каждого человека.
Сегодня сложно представить себе жизнь без информационных технологий, ведь они используются без преувеличения в любой сфере жизнедеятельности.
Особенно знаковым стало развитие ИТ для образования, ведь новые технологии смогли предоставить абсолютному большинству населения планеты возможность бесплатного и удобного обучению из любой точки мира, а также доступ к свободной и всеобъемлющей информации и обмену ею.
Передача информации
Обмен информацией между людьми происходит в процессе ее передачи, которая может происходить при разговоре, с помощью переписки, используя технические средства связи: телефон, радио, телевидение, компьютерная сеть.
При передаче информации всегда существует источник и приемник информации. Источник передает информацию, а приемник ее получает. Смотря телевизор или слушая товарища, вы являетесь приемником информации, рассказывая выученный стих, при написании сочинения – источником информации. Каждый человек неоднократно из источника становится приемником информации и наоборот.
Готовые работы на аналогичную тему
Информация хранится и передается в виде последовательности сигналов, символов. От источника к приёмнику сообщение передается с помощью некоторой материальной среды: при разговоре – с помощью звуковых волн, при переписке – почтовой связи, при телефонном разговоре – системы телефонной связи. В случае передачи сообщения с помощью технических средств связи их называют информационными каналами (каналами передачи информации). Органы чувств человека являются биологическими информационными каналами.
Таким образом, передача информации происходит по следующей схеме:
В процессе передачи информация часто искажается или теряется, т.к. информационные каналы имеют плохое качество или на линии связи действуют помехи (шумы). Примером информационного канала плохого качества может быть плохая телефонная связь.
Передача информации происходит с какой-то скоростью, которая является информационным объемом сообщения, который передается в единицу времени. Поэтому единицы измерения скорости передачи информации бит/с, байт/с и др.
Хранение информации
Сбор информации — это процесс. Но осуществлять просто сбор информации без возможности ее использования — бессмысленно. Поэтому информацию после сбора нужно где-то хранить, чтобы ею можно было воспользоваться. О хранении информации люди заботятся уже несколько тысячелетий.
Информация хранится в цифровых и в нецифровых носителях. Носитель — это некий объект или среда, где сохраняется собранная информация.
Нецифровые носители — это:
- бумага — книги, газеты, журналы и др.;
- холст — картины, рисунки и др.;
- камни — наскальные надписи древних людей;
- металл — металлические монеты;
- и др.
Любое место или материал, где можно записать какую-то информацию может стать носителем. Самый распространенный нецифровой носитель современного мира — это бумага.
Цифровые носители — это:
- кассеты,
- виниловые пластинки,
- оптические диски,
- «флешки»,
- hard-диски компьютеров,
- и др.
Цифровые носители являются более компактными носителями информации, поэтому чаще всего применяются в жизнедеятельности человека. Такие носители помогают хранить информацию любых объемов, чего не скажешь о нецифровых носителях.
Вернемся к нашему примеру. После того как вы собрали информацию о проезде к другу в соседний город, вам нужно как-то сохранить эту информацию. Скорее всего вы ее запомните и отправите на хранение в мозг, плюс, сделаете скриншот расписания автобусов, чтобы сохранить на цифровом носителе.
1.2.4. Хранение информации
Для того чтобы информация стала достоянием многих людей и могла передаваться последующим поколениям, она должна быть сохранена. История человечества знает разные способы хранения информации. Это и рисунки на стенах пещер, и глиняные таблички с клинописью, и рукописи на папирусе, и тексты на пергаменте, и берестяные грамоты, и всевозможные документы на бумаге. С помощью диктофона можно записать разговор людей или пение птиц, с помощью фотоаппарата или видеокамеры — сохранить изображение.
Хранение информации всегда связано с её носителем — материальным объектом, на котором можно тем или иным способом зафиксировать информацию.
Сохранить информацию — значит, тем или иным способом зафиксировать её на некотором носителе.
Основным носителем информации на протяжении нескольких столетий остаётся бумага, что связано с такими её свойствами, как: относительная дешевизна изготовления; прочность и долговечность; удобство нанесения знаков и рисунков с помощью разноцветных красок.
Много интересного о носителях информации, использовавшихся в далёком прошлом, вы можете узнать из статьи «Бумага и прочие писчие материалы» (50519) энциклопедии «Кругосвет», размещённой на сайте http://sc.edu.ru/.
В наши дни широкое распространение получили электронные носители информации — магнитные диски, оптические диски, флеш-карты и другие. Информация, хранящаяся на электронных носителях, может быть воспроизведена и обработана с помощью компьютера.
Важным хранилищем информации для человека является его память. Действительно, каждый человек определённую информацию хранит «в уме». Мы помним свой домашний адрес, имена, адреса и телефоны близких родственников и друзей. В нашей памяти хранятся таблицы сложения и умножения, основные орфограммы и другие знания, полученные в школе. Но так уж устроен человек, что если не закреплять знания постоянными упражнениями, информация очень быстро забывается. Избежать потерь информации нам помогают записные книжки, справочники, энциклопедии и другие долговременные носители информации.
Хранилищами информации для человечества являются библиотеки, архивы, патентные бюро, картинные галереи и музеи, видеотеки и фонотеки. Гигантским хранилищем информации является компьютерная сеть Интернет.
От перфокарт и магнитных лент к современным ЦОДам
Инженерные умы пытались придумать универсальный метод обработки и хранения информации еще с 17-го века. Блез Паскаль, в частности, заметил, что если вести вычисления в двоичной системе счисления, то математические закономерности позволяют привести решения задач в такой вид, который делает возможным создание универсальной вычислительной машины. Его мечта о такой машине осталась лишь красивой теорией, однако, спустя века, в середине 20-го века, идеи Паскаля воплотились в железе и породили новую информационную революцию. Некоторые считают, что она все еще продолжается.
То, что сейчас принято называть «аналоговыми» методами хранения информации, подразумевает, что для звука, текста, изображений и видео использовались свои технологии фиксации и воспроизведения. Компьютерная память же универсальна — все, что может быть записано, выражается с помощью нулей и единиц и воспроизводится с помощью специализированных алгоритмов. Самый первый способ хранения цифровой информации не отличался ни удобством, ни компактностью, ни надежностью. Это были перфокарты, простые картонки с дырками в специально отведенных местах. Гигабайт такой «памяти» мог весить до 20 тонн. В такой ситуации сложно было говорить о грамотной систематизации или резервном копировании.
Перфокарта
Компьютерная индустрия развивалась стремительно и быстро проникала во все возможные области человеческой деятельности. В 50-х годах инженеры «позаимствовали» запись данных на магнитную ленту у аналоговой аудио и видеозаписи. Стримеры с кассетами объемом до 80 Мб использовались для хранения и резервного копирования данных вплоть до 90-х годов. Это был неплохой способ с относительно продолжительным сроком хранения (до 50 лет) и небольшим размером носителя? Кроме того, удобство их использования и стандартизация форматов хранения данных ввела понятие резервного копирования в бытовой обиход.
Один из первых жёстких дисков IBM, 5 МБ
У магнитных лент и систем, связанных с ними, есть один серьезный недостаток — это последовательный доступ к данным. То есть, чем дальше запись находится от начала ленты, тем больше времени потребуется для того, чтобы ее прочитать.
В 70-х годах 20-го века был произведен первый «жесткий диск» (HDD) в том формате, в котором он знаком нам сегодня — комплект из нескольких дисков с намагничивающимся материалом и головками для чтения/записи. Вариации этой технологии используются и сегодня, постепенно уступая в популярности твердотельным накопителям (SSD). Начиная с этого момента, в течении всего компьютерного бума 80-х формируются основные парадигмы хранения, защиты и резервного копирования информации. Благодаря массовому распространению бытовых и офисных компьютеров, не обладающих большим объемом памяти и вычислительной мощности, укрепилась модель «клиент-сервер». По началу «сервера» были по большей части локальными, своими для каждой организации, института или фирмы. Не было какой-то системы, правил, информация дублировалась в основном на дискеты или магнитные ленты.
Появление интернета, однако, подстегнуло развитие систем хранения и обработки данных. В 90-х годах, на заре «пузыря доткомов» начали появляться первые дата-центры, или ЦОД-ы (центры обработки данных). Требования к надежности и доступности цифровых ресурсов росли, вместе с ними росла сложность их обеспечения. Из специальных комнат в глубине предприятия или института дата-центры превратились в отдельные здания со своей хитрой инфраструктурой. В то же время, у ЦОД-ов кристаллизовалась своего рода анатомия: сами компьютеры (серверы), системы связи с интернет-провайдерами и все, что касается инженерных коммуникаций (охлаждение, системы пожаротушения и физического доступа в помещения).
Чем ближе к сегодняшнему дню, тем больше мы зависим от данных, хранящихся где-то в «облаках» ЦОД-ов. Банковские системы, электронная почта, онлайн-энциклопедии и поисковые движки — все это стало новым стандартом жизни, можно сказать, физическим продолжением нашей собственной памяти. То, как мы работаем, отдыхаем и даже лечимся, всему этому можно навредить простой утерей или даже временным отключением от сети. В двухтысячных годах были разработаны стандарты надежности дата центров, от 1-го до 4-го уровня.
Тогда же из космической и медицинской отраслей начали активно проникать технологии резервирования. Конечно, копировать и размножать информацию с тем, чтобы защитить ее в случае уничтожения оригинала люди умели давно, но именно дублирование не только носителей данных, но и различных инженерных систем, а также необходимость предусматривать точки отказала и возможных человеческих ошибок отличает серьезные ЦОДы. Например, ЦОД, принадлежащий к Tier I будет лишь ограниченную избыточность хранения данных. В требования к Tier II уже прописано резервирование источников питания и наличие защиты от элементарных человеческих ошибок, а Tier III предусматривает резервирование всех инженерных систем и защиту от несанкционированного проникновения. Наконец, высший уровень надежности ЦОДа, четвертый, требует дополнительное дублирование всех резервных систем и полное отсутствие точек отказа. Кратность резервирования (сколько именно резервных элементов приходится на каждый основной) обычно обозначается буквой M. Со временем требования к кратности резервирования только росли.
Построить ЦОД уровня надежности TIER-III, — это проект, с которым справится только исключительно квалифицированная компания. Такой уровень надежности и доступности означает, что, как инженерные коммуникации, так и системы связи дублированы, и дата-центр имеет право на простой только в количестве около 90 минут в год.
У нас в Safedata такой опыт есть: в январе 2014 года в рамках сотрудничества с Российским Научным Центром «Курчатовский Институт» нами был введен в эксплуатацию второй дата-центр SAFEDATA — Москва-II, который также отвечает требованиям уровня TIER 3 стандарта TIA-942, ранее же (2007-2010) мы построили дата-центр Москва-I, который отвечает требованиям уровня TIER 3 стандарта TIA-942 и относится к категории центров хранения и обработки данных с защищенной сетевой инфраструктурой.
Мы видим, что в IT происходит еще одна смена парадигмы, и связана она с data science. Обработка и хранение больших объемов данных становятся актуальны как никогда. В каком-то смысле, любой бизнес должен быть готов стать немного учеными: вы собираете огромное количество данных о ваших клиентах, обрабатываете их и получаете для себя новую перспективу. Для реализации таких проектов потребуется аренда большого количества мощных серверных машин и эксплуатация будет не самой дешевой. Либо, возможно, ваша внутренняя ИТ-система настолько сложна, что на поддержание ее уходит слишком много ресурсов компании.
В любом случае, для каких бы целей вам не понадобились значительные вычислительные мощности, у нас есть услуга «Виртуального ЦОДа». Инфраструктура как сервис — не новое направление, однако мы выгодно отличаемся целостным подходом, начиная от специфически ИТ-шных проблем, вроде переноса корпоративных ресурсов в «Виртуальный ЦОД», до юридических, таких как консультация по актуальному законодательству РФ в сфере защиты данных.
Развитие информационных технологий похоже на беспощадно несущийся вперед поезд, не все успевают запрыгнуть в вагон когда им предоставляется возможность. Где-то до сих пор используют бумажные документы, в старых архивах хранятся сотни не оцифрованных микрофильмов, государственные органы могут до сих пор использовать дискеты. Прогресс никогда не бывает линейно-равномерным. Никто не знает, сколько важных вещей мы в результате навсегда потеряли и какое количество часов было потрачено из-за до сих пор не вполне оптимальных процессов. Зато мы в Safedata знаем, как не допустить пустых трат и невосполнимых потерь конкретно в вашем случае.
Понятие информации и ее характеристики
В современной жизни слово «информация» очень распространено и часто употребляется в разных контекстах. Информацией обычно называют ту информацию, которая кому-то интересна, а нам интересна для получения или отправки.
Термин «информация» происходит от латинского слова» informatio», что означает «информация, объяснение, представление». Несмотря на дружелюбие этого термина, нет строгого и общепринятого определения. В информатике наиболее часто используется следующее определение этого термина: информация относится к знаниям, выраженным в сигналах, сообщениях, новостях, уведомлениях и т.д.
В технике под «информацией» понимают сообщение, передаваемое в виде знака или сигнала. Итак, информация в технике — это последовательность хранения, обработки или отправки букв или символов. Сигналы являются важными носителями информации, передаваемой от источников к потребителям.
Информация как особый вид ресурсов, специальных хранилищ, сведений об объектах, обладающих многими свойствами. На характеристики информации влияют как характеристики исходных данных, составляющих ее содержательную часть, так и характеристики способа записи этой информации.
Самая ценная информация-объективная, достоверная, полная и актуальная. При этом необходимо учитывать, что необъективная и недостоверная информация (например, вымысел) очень важна для человека.
Инструментарий информационной технологии
Технологический процесс материального производства реализуют с помощью различных технических средств, к которым относятся: оборудование, станки, инструменты, конвейерные линии и т. п.
По аналогии, нечто подобное должно существовать и для информационной технологии. В роли технических средств производства информации будет выступать аппаратное, программное и математическое обеспечение этого процесса. С их участием первичная информация перерабатывается в информацию нового качества. Среди этих средств выделим программные продукты и назовем их инструментарием.
Инструментарий информационной технологии — это совокупность программных продуктов, установленных на компьютере, технология работы в которых позволяет достичь поставленную пользователем цель.
К инструментарию можно отнести, например, все известные программные продукты общего назначения: текстовые процессоры, настольные издательские системы, электронные таблицы, системы управления базами данных, электронные записные книжки, электронные календари и т. п.
Информационные процессы
Информация на сегодня является одним из главных экономических ресурсов. И все области деятельности человека, так или иначе, сопряжены с обработкой, хранением и передачей информации.
Всем известна фраза Н. Ротшильда «Кто владеет информацией, тот владеет миром», которую он произнес еще в 19 веке, воспользовавшись тем, что раньше всех получил сведения о победе англичан в войне с Наполеоном и нажил на этом целое состояние. Эта фраза актуальна и по сей день.
Рис. 1. Портрет Натана Ротшильда.
Действия, проводимые с информацией, принято называть информационными процессами. Тема «Информационные процессы» изучается в курсе информатики 10 класса.
Информационные процессы подразделяют на три типа:
- сбор и хранение информации;
- обработка информации;
- передача информации.
Назначение кодировки
Кодирование и отправление сведений — это большое достижение науки. Оно используется в системах самостоятельного задания, для обмена материалом и работает с сохранением данных или их проведением между техническими устройствами. Компоненты объектов представлены субстанциями данных по определенному закону.
Кодирование — это не случайный процесс. Происходит это по выбранному методу, который определяет прием и соотношение между частями регистрируемого информационного объекта и частями данных, полученных в результате регистрации.
