Компьютерная грамотность с нуля: информатика, 8-й класс

Компьютерная грамотность с нуля: информатика, 8-й класс

Сергей Яснов

Информатика вокруг нас: информация, данные и информационные процессы

В 7:42 утра Лера уже натянула куртку, но до школы не дошла. В классном чате появилось сообщение:

«Внимание! Научный фестиваль сегодня перенесли. Начало в 16:00, место — спортзал».

Лера нахмурилась. Фестиваль должен был начаться в актовом зале в половине третьего. Кто написал сообщение? Когда именно его перенесли — сегодня или в другой день? И правда ли, что теперь нужно идти в спортзал?

Вскоре одноклассник прислал фотографию бумажного объявления. На снимке было написано: «Научный фестиваль. Пятница, 14:30. Актовый зал». Но фотография могла быть сделана неделю назад. А в электронном расписании школы фестиваль по-прежнему значился на 14:30. Чем больше Лера получала сведений, тем труднее становилось разобраться.

Так начинается самое обычное расследование. В нём нет лупы и тайного шифра — только сообщение, фотография, расписание и желание выяснить, что происходит на самом деле. И именно так в повседневной жизни работают информация, данные и информационные процессы.

Сначала — источник

Лера посмотрела, кто отправил первое сообщение. Его переслал одноклассник Артём, но сам он ничего не знал: сообщение пришло ему из другого чата. Значит, Артём был отправителем пересылки, но не обязательно источником новости.

Источник — тот, от кого сведения пошли первоначально или кто отвечает за их достоверность. Им могла быть организатор фестиваля, классный руководитель или администрация школы. Получатель — тот, кто эти сведения получает. В этой истории получатель — Лера. А сообщение — то, что передают от источника к получателю: слова, цифры, изображение, звук или их сочетание.

Чтобы найти надёжный источник, Лера открыла школьный электронный журнал. Там расписание ещё не обновилось. Затем она написала классному руководителю: «Подскажите, пожалуйста, фестиваль сегодня? Где и во сколько?» Учительница ответила: организатор действительно изменил время, но не на 16:00. Фестиваль начнётся в 15:30 в актовом зале. Скоро в официальном школьном канале появится исправленное объявление.

Теперь у Леры было достаточно оснований считать, что она выяснила правду. Она сообщила одноклассникам точное время и попросила не пересылать первое сообщение.

Эта история показывает простое правило: важна не только новость, но и то, откуда она пришла. Даже точная на вид фотография может оказаться старой, а уверенно написанное сообщение — ошибочным. Информация может быть полезной, но это ещё не делает её достоверной. Если от сообщения зависит ваше решение, проверьте источник, дату и другие надёжные сведения.

Что такое данные — и зачем им нужен контекст

Посмотрим на надпись «15:30». Это данные: записанные знаки, которые можно увидеть и прочитать. Но сами по себе они не объясняют, что начнётся в 15:30, где это случится и в какой день.

Для Леры надпись приобретает смысл, когда она знает, что речь о научном фестивале, который состоится сегодня в актовом зале. Тогда данные помогают ей ответить на важный вопрос: когда приходить? Осмысленные для получателя данные становятся информацией.

Это различие легко заметить на других примерах. Запись «204» может обозначать номер кабинета, количество страниц или часть кода. Без контекста трудно понять, что именно имелось в виду. А число «204» в сообщении «Занятие по биологии пройдёт в кабинете 204» уже даёт ученику полезные сведения.

Одни и те же данные могут быть важны одному человеку и почти бесполезны другому. Запись «15:30, актовый зал» помогает Лере, потому что она собирается на фестиваль. Ученику из другой школы, который о фестивале ничего не знает, эти данные, скорее всего, ничего не подскажут. Контекст — это обстоятельства и знания, которые помогают понять сообщение.

Полезно различать ещё и данные, информацию и знания:

• Данные — знаки, числа, слова, изображения или другие записи.

• Информация — то, что получатель понял из данных и что имеет для него значение.

• Знания — то, что человек усвоил и может применить.

Лера прочитала точное время фестиваля — получила информацию. Она запомнила, где находится актовый зал, и поняла, как успеть после уроков, — использовала свои знания. Границы между этими понятиями зависят от ситуации: то, что для одного человека пока непонятные данные, для другого уже осмысленная информация. Но такая схема помогает разобраться, почему одной записи не всегда достаточно.

Путь сообщения

У сообщения есть маршрут. Оно появляется у источника, передаётся по какому-то каналу и доходит до получателя. Затем получатель истолковывает его и может совершить действие.

Этап

Что происходит в истории с фестивалем

Источник

Организатор фестиваля решает изменить время

Данные или сообщение

«Сегодня в 15:30, актовый зал»

Канал передачи

Школьный канал или сообщение учителя

Получатель

Лера и другие ученики

Понимание и действие

Лера уточняет расписание и приходит в нужное время

Канал передачи — это путь, по которому сообщение попадает к получателю. Им может быть разговор, бумажное объявление, электронный журнал, телефонный звонок или школьный сайт. Одно и то же сообщение можно передать разными способами: написать словами, показать на плакате, продиктовать голосом.

Но на пути иногда возникают помехи. Сообщение могут переслать без даты, исказить при переписывании или вырвать из контекста. Устную просьбу можно забыть, а объявление на двери — не заметить. В цифровом чате бывает другая неприятность: перепутали группы, отправили старую версию или оставили без пояснения, к какому событию относится время.

Поэтому перед тем, как действовать, полезно проверить, все ли части сообщения на месте. Для объявления о мероприятии это могут быть дата, время, место и название события. Если хотя бы одного важного уточнения нет, лучше задать вопрос.

Четыре процесса, которые происходят постоянно

Лера не просто прочитала сообщение. Она искала сведения, сохранила их в памяти, получила ответы по каналам связи и сравнила разные версии. Эти действия относятся к информационным процессам — действиям, связанным с получением, хранением, передачей и обработкой информации.

Получение

Мы получаем информацию, когда читаем расписание, слушаем учителя, смотрим на дорожный знак или замечаем, что на улице пошёл снег. Человек воспринимает мир с помощью органов чувств, а также ищет ответы в книгах, справочниках и цифровых источниках.

Компьютер тоже получает данные: например, клавиатура передаёт ему нажатые клавиши, камера — изображение, микрофон — звуковой сигнал. Но само по себе устройство не понимает школьную новость так, как Лера. Оно обрабатывает данные по заданным правилам. Чтобы смысл стал понятен человеку, результат нужно представить в доступной форме — например, показать текст на экране.

Небольшая остановка. Оглянитесь вокруг и назовите три сообщения, которые вы получили за последние несколько минут. Возможно, вы прочитали время на часах, услышали звонок или увидели на доске номер задания.

Хранение

Чтобы не забыть новое время фестиваля, Лера могла записать его в дневник или поставить напоминание в телефоне. Это хранение: сохранение сведений так, чтобы к ним можно было обратиться позже.

Люди хранят информацию в памяти, заметках, книгах и документах. Компьютер сохраняет данные на диске или другом носителе. При этом устройство хранит не человеческий смысл как таковой, а его представление — например, файл с текстом, фотографией или записью. Человек открывает файл и интерпретирует то, что в нём записано.

У хранения есть важное условие: сведения должны оставаться доступными и понятными. Если в заметке написано лишь «15:30», через неделю можно забыть, к чему относилось это время. Запись «Фестиваль, пятница, 15:30, актовый зал» надёжнее: в ней больше контекста.

Небольшая остановка. Что вы храните в памяти, а что записываете? Какие сведения лучше не полагаться запомнить — домашнее задание, расписание секции, день рождения друга?

Передача

Лера отправила одноклассникам уточнение. Теперь она стала отправителем, а её одноклассники — получателями. Передача информации происходит, когда один человек, устройство или система отправляет сообщение другому.

Для передачи нужны сообщение и канал. У разговора каналом служит устная речь, у записки — бумага, у звонка — телефонная связь. Надёжность передачи зависит от того, дошло ли сообщение, можно ли его прочитать или услышать и не изменилось ли оно по дороге.

Иногда получателю важно подтвердить, что он всё понял. В классе это может быть короткое «Понял, спасибо», а в официальной ситуации — отметка о получении документа. Если же сообщение не дошло, нужно найти другой канал: например, позвонить или обратиться к ответственному человеку.

Обработка

Чтобы выбрать правильное время, Лера сравнила несколько сведений: старое расписание, фотографию объявления, пересланный текст и ответ учительницы. Она заметила, что некоторые данные могли устареть, а затем сделала вывод, каким источником стоит доверять. Это обработка информации.

Обработка может быть простой: отсортировать домашние задания по срокам, найти фамилию в списке, сложить оценки. А может быть сложнее: сопоставить разные сообщения, выявить противоречие и решить, что делать дальше. В компьютере обработка обычно выполняется по правилам программы. Человек же может учитывать смысл ситуации, задавать новые вопросы и замечать, чего в сообщении не хватает.

Полезно помнить: чем больше сведений, тем лучше не всегда. Если открыть десяток старых объявлений, можно запутаться ещё сильнее. Нужно не просто собирать данные, а оценивать их: кто источник, когда сообщение опубликовано, относится ли оно к нужному событию и совпадает ли с другими надёжными сведениями.

Короткий способ проверить сообщение

Когда вы получаете важную новость — о замене кабинета, переносе тренировки или изменении расписания, — задайте себе четыре вопроса:

1. Кто источник? Это человек или организация, которые вправе сообщить об изменении?

2. Когда сообщение появилось? Не может ли оно быть старым?

3. Хватает ли контекста? Понятно ли, к какому дню и событию относится информация?

4. Можно ли подтвердить её в другом надёжном месте?

Если ответов пока нет, не торопитесь пересылать сообщение как проверенный факт. Лучше уточнить детали у учителя, тренера или другого ответственного человека. Так вы не добавите к ошибке ещё один виток пересылок.

Поймайте процессы в обычном дне

Попробуйте провести собственное маленькое расследование. Выберите один обычный школьный день и запишите, где в нём встречались информационные процессы. Не обязательно отмечать каждую мелочь: достаточно нескольких наблюдений.

Ситуация

Что можно заметить

Вы посмотрели расписание

Получили сведения о времени уроков

Записали домашнее задание

Сохранили данные для будущего использования

Отправили другу сообщение о замене кабинета

Передали информацию по цифровому каналу

Сравнили запись в дневнике и объявление учителя

Обработали сведения и проверили их согласованность

Посмотрели прогноз погоды и выбрали одежду

Использовали информацию, чтобы принять решение

Теперь выберите одно сообщение из своего дня — например, просьбу принести на урок атлас. Запишите, кто был источником, какие данные передавались, по какому каналу они пришли, кто их получил и что сделал после этого. Если сообщение было непонятным, подумайте, какого контекста не хватало.

Небольшой словарь следопыта

Источник — тот, от кого исходят сведения или кто отвечает за их точность. Получатель — тот, кто принимает сообщение. Сообщение — то, что передают: слова, числа, изображения, звуки или их сочетание. Данные — сведения, записанные в какой-либо форме: например, числами, текстом или картинкой. Информация — смысл, который получатель извлёк из данных и понял в конкретной ситуации. Контекст — обстоятельства и знания, помогающие правильно понять сообщение. Канал передачи — способ, которым сообщение доходит до получателя. Информационные процессы — действия, связанные с получением, хранением, передачей и обработкой информации.

Лера начала утро с путаницы, потому что встретила несколько сообщений, но не знала, какому из них верить. Разобраться помогли вопросы об источнике, дате и контексте. Она получила сведения, сравнила их, сохранила нужное время и передала одноклассникам исправленную информацию.

Вокруг нас непрерывно происходят такие же процессы: мы читаем, слушаем, замечаем, записываем, сравниваем и принимаем решения. Когда вы научитесь различать данные и их смысл, путь сообщения и действия с ним, обычная жизнь станет похожа на понятную карту. На ней можно проследить, откуда пришли сведения, что они означают и почему на них стоит или не стоит полагаться.

Как измеряют информацию: биты, байты и размер файлов

«Компьютерная грамотность с нуля: информатика, 8-й класс — максимально простым и понятным языком»

— Не хватает места для новых фотографий, — сообщила Лена, когда телефон показал предупреждение: «Хранилище почти заполнено».

Она собиралась сохранить снимки с классной экскурсии. Но сначала пришлось устроить маленькую ревизию: открыть папку с файлами и выяснить, кто занял память. Среди находок оказались презентация, несколько фотографий, аудиозапись школьного интервью и длинное видео с концерта.

— Странно, — сказала Лена. — Презентация состоит из многих страниц, а весит меньше, чем одна фотография.

В этом не было ничего странного. Файл может выглядеть большим или маленьким на экране, но его размер зависит не от внешнего вида значка и не всегда от того, сколько в нём страниц или минут. Компьютер хранит данные в виде чисел, а объём этих данных можно измерить. Чтобы разобраться с предупреждением телефона, Лене предстояло познакомиться с битами, байтами и более крупными единицами.

Что значит «весит файл»

Когда говорят, что фотография «весит» три мегабайта, имеют в виду не физический вес, а объём данных, нужный для её хранения. Файл — это набор записанных в памяти данных. Чем их больше, тем больше места требуется.

Представь, что память устройства — это шкаф с полками. Файлы — коробки разного размера. Небольшой текстовый документ может поместиться в коробочку, а длинное видео займёт целую полку. Но у шкафа есть не только общий размер, но и свободное пространство. Это важно различать:

• объём файла — сколько места занимает именно этот файл;

• объём хранилища — сколько данных устройство вмещает всего;

• свободное место — сколько пространства осталось незанятым.

Если на телефоне осталось 200 мегабайт, файл размером 50 мегабайт обычно поместится. Но если свободно только 20 мегабайт, его не удастся сохранить, даже если сам телефон рассчитан на сотни гигабайт: большая часть хранилища уже занята.

И ещё одно: размер файла не говорит, насколько важна информация. Записка с важным адресом может занимать несколько килобайт, а случайное видео — сотни мегабайт. Полезность данных зависит от смысла и ситуации, а не от числа байтов.

Самые маленькие «кирпичики» данных

Основная единица измерения информации — бит. Бит может принимать одно из двух значений: 0 или 1. Это похоже на выключатель, который бывает либо выключен, либо включён, или на ответ «нет» либо «да».

Компьютеры работают с данными в двоичном виде, используя такие сочетания нулей и единиц. Один бит очень мал: он хранит только один из двух возможных вариантов. Поэтому биты объединяют в более крупные группы.

Восемь битов составляют один байт.

1 байт = 8 бит

Восемь битов могут образовать 256 разных сочетаний, потому что каждый бит имеет два возможных значения: 2⁸ = 256. Это не значит, что любой байт обязательно обозначает букву. Сочетание битов может использоваться для записи числа, части текста, цвета изображения или другой информации. Как именно компьютер это понимает, зависит от правил кодирования. К этому мы вернёмся в следующей главе.

Байты удобнее битов для измерения большинства файлов. Размер небольшой заметки обычно указывают в килобайтах, фотографии — в мегабайтах, а ёмкость устройства — в гигабайтах.

Линейка единиц информации

Единицы можно представить как ступени: каждая следующая обычно намного больше предыдущей.

Единица

Сокращение

Как её понимать

бит

бит, b

Одно значение: 0 или 1

байт

Б, B

Группа из 8 битов

килобайт

КБ, KB

Тысячи байтов

мегабайт

МБ, MB

Тысячи килобайтов

гигабайт

ГБ, GB

Тысячи мегабайтов

терабайт

ТБ, TB

Тысячи гигабайтов

В школьных задачах часто используют такие соотношения:

• 1 КБ = 1024 байта;

• 1 МБ = 1024 КБ;

• 1 ГБ = 1024 МБ.

Но в условии могут дать и другие правила, например принять 1 КБ равным 1000 байтам. В некоторых реальных устройствах производители указывают объём в десятичных единицах, где каждая ступень увеличивается в 1000 раз, а система может показывать объём, используя деление на 1024. Поэтому цифры на упаковке и на экране иногда немного различаются.

Главное правило для школьных вычислений простое: прочитай условие и пользуйся теми соотношениями, которые в нём заданы. Не смешивай разные способы перевода в одном расчёте. Если в задаче правило не указано, ориентируйся на принятые в вашем учебнике или уроке обозначения.

Почему фотография может быть больше документа

Лена сравнила файлы в папке. Размеры были примерно такими:

Файл

Примерный размер

Текстовая заметка

18 КБ

Фотография

3 МБ

Аудиозапись

8 МБ

Короткое видео

120 МБ

Это не универсальные размеры: фотографии, аудиозаписи и видео бывают очень разными. Но такой список помогает заметить общую закономерность. Простая текстовая заметка обычно содержит мало данных: букв, пробелов и знаков. Фотография хранит сведения о множестве точек изображения и их цветах. Аудиофайл записывает звук, а видео состоит из последовательности изображений, часто вместе со звуком. Поэтому видео нередко занимает больше места, чем фотография или короткий текст.

Размер фотографии зависит от разрешения, качества и способа сохранения. Снимок с большим числом деталей может быть крупнее. Если изображение сжали, файл часто становится меньше, хотя часть подробностей при этом может потеряться. Размер также зависит от формата: один и тот же снимок, сохранённый по-разному, может занимать разный объём.

Похожая история со звуком: на размер влияют длительность и качество записи. Десятиминутное аудио обычно занимает больше места, чем короткое, если остальные настройки примерно одинаковы.

Поэтому вопрос «Сколько весит одна фотография?» не имеет единственного ответа. Одна может занимать сотни килобайт, другая — несколько мегабайт или больше. Надёжнее посмотреть размер конкретного файла, чем угадывать по значку или названию.

Как сравнивать размеры файлов

Для начала сравнивай числа, указанные в одной единице. Например, 700 КБ и 900 КБ сравнить легко: 900 КБ больше.

Если единицы разные, сначала переведи один размер в другую единицу. Вспомни условие: в этой главе для школьных расчётов принимаем 1 МБ = 1024 КБ.

Пример 1. Что больше: фотография размером 1,5 МБ или файл размером 900 КБ?

Переведём мегабайты в килобайты:

1,5 МБ = 1,5 · 1024 КБ = 1536 КБ.

Теперь сравним: 1536 КБ больше, чем 900 КБ. Значит, фотография размером 1,5 МБ занимает больше места.

Пример 2. В папке лежат пять фотографий по 2,4 МБ, два документа по 300 КБ и аудиофайл размером 4 МБ. Оценим общий размер папки.

Сначала найдём общий объём фотографий: пять файлов по 2,4 МБ занимают 12 МБ.

Два документа занимают 600 КБ. Переведём это значение в мегабайты: 600 / 1024 ≈ 0,59 МБ.

Добавим аудиофайл: 12 МБ + 4 МБ + 0,59 МБ ≈ 16,59 МБ.

Значит, папка занимает примерно 16,6 МБ. Это оценка: для решения задачи её достаточно, а компьютер может показывать более точное значение.

Частая ошибка: смотреть только на число

Предположим, кто-то сравнивает файлы так: «Файл 900 КБ больше файла 2 МБ, потому что 900 больше 2». Это ошибка: сравниваются не только числа, но и единицы. Мегабайт намного крупнее килобайта.

Чтобы не ошибиться, можно действовать по короткому маршруту:

1. Выпиши размеры файлов вместе с единицами: не просто «900» и «2», а «900 КБ» и «2 МБ».

2. Переведи оба размера в одну единицу.

3. Сравни получившиеся числа.

4. В ответе укажи, какой файл больше, и при необходимости поясни перевод.

Например, 2 МБ = 2048 КБ, поэтому файл размером 2 МБ больше файла размером 900 КБ.

Расследование Лены: что сохранить

Лена открыла карточки файлов и записала их размеры. Теперь у неё был не просто набор значков, а список, который можно сравнить и посчитать.

Файл

Размер

Четыре фотографии с экскурсии, каждая по 2,8 МБ

11,2 МБ вместе

Презентация

7,5 МБ

Документ PDF

1,2 МБ

Аудиоинтервью

18 МБ

Видео с концерта

95 МБ

Свободного места оставалось около 30 МБ. Поместятся ли на устройство четыре фотографии, презентация и PDF?

Сложим размеры: 11,2 МБ + 7,5 МБ + 1,2 МБ = 19,9 МБ. Да, этот набор поместится, и останется около 10,1 МБ.

А если добавить интервью? Получится 19,9 МБ + 18 МБ = 37,9 МБ. Это больше свободных 30 МБ, значит, весь набор сохранить не удастся. Видео размером 95 МБ тем более не поместится.

Можно рассмотреть другой набор: четыре фотографии вместе с интервью занимают 11,2 МБ + 18 МБ = 29,2 МБ. По расчёту он укладывается в 30 МБ, но оставляет меньше мегабайта. На практике разумнее не заполнять хранилище до последнего байта: устройству может понадобиться место для временных файлов и новых данных. Лучше перенести интервью на компьютер или в облачное хранилище, если оно доступно, а на телефон сохранить то, что нужно прямо сейчас.

Перенос файла не уменьшает его размер, но освобождает место именно на том устройстве, с которого его убрали. А удалять стоит только то, что действительно не нужно или уже надёжно сохранено в другом месте.

Твоя очередь: разложи файлы по размеру

Проверь себя на новом наборе. Во всех задачах считай, что 1 МБ = 1024 КБ.

1. Расположи файлы от самого маленького к самому большому: заметка — 40 КБ; фотография — 1,5 МБ; запись — 900 КБ; презентация — 2 МБ.

2. Папка содержит три фотографии по 2 МБ и документ размером 512 КБ. Каков её общий объём?

3. На устройстве свободно 12 МБ. Можно ли сохранить вместе аудиофайл на 7 МБ, документ на 1 МБ и две фотографии по 2 МБ каждая?

4. В телефоне осталось 5 МБ свободного места. Фотография занимает 3,2 МБ, а заметка — 25 КБ. Поместятся ли оба файла? Считай, что 1 МБ = 1024 КБ.

Ответы для самопроверки.

1. Заметка — 40 КБ; запись — 900 КБ; фотография — 1,5 МБ; презентация — 2 МБ. Для сравнения: 1,5 МБ = 1536 КБ, а 2 МБ = 2048 КБ.

2. Три фотографии занимают 6 МБ. 512 КБ — это половина 1024 КБ, то есть 0,5 МБ. Всего получается 6,5 МБ.