Információ és társadalom
A kommunikáció információelméleti modellje
A számítógép adatokkal dolgozik. A számítógépek feladata az adatok feldolgozása. Ha szeretnénk megérteni a számítógépek működését, először értenünk kell az adat és az információ fogalmát.
Mi az információ?
Az információ olyan új ismeret, amely megszerzője számára szükséges, és korábbi tudása alapján értelmezhető. Az információ olyan tény, amelynek megismerésekor olyan tudásra teszünk szert, ami addig nem volt a birtokunkban. (Úgy is fogalmazhatunk, hogy az információ valamely meglévő bizonytalanságot szüntet meg. Azokat az információkat, amelyekből valamilyen konkrét tényt tudunk meg, adatnak is nevezzük. Az információ értelmezett adat.
Mi az adat?
Az adat elemi ismeret. Az adat tények, fogalmak olyan megjelenési formája, amely alkalmas emberi eszközökkel történő értelmezésre, feldolgozásra, továbbításra. Az adatokból gondolkodás vagy gépi feldolgozás útján információkat, azaz új ismereteket nyerünk.
Mi a jel?
Az információkat jelek segítségével rögzítjük. A jelek nagyon sokfélék lehetnek. Vannak olyan egyszerű jelek, amiket majdnem mindenki megért (pl.: integetés búcsúzáskor). Vannak olyan jelek is, amiket az embereknek csak egy csoportja ért. Ilyen jelekből állnak a titkosírások, de sok más jelet is csak tanulás és gyakorlás után értünk meg (Morze, jelzőtáblák, jelnyelv, stb.). A jelekkel rögzített információkat csak akkor értjük, csak akkor tudjuk „venni”, ha ismerjük a jelek jelentését. A betűket például csak akkor értjük, ha tudunk olvasni.
Mi a kód?
A kód megállapodás szerinti jelek vagy szimbólumok rendszere, mellyel valamely információ egyértelműen megadható.
Mi a kódolás?
A kódolás valamely információ átalakítása egyezményes jelekké.
Az információkat nemcsak rögzíteni tudunk, hanem küldeni, adni, venni és cserélni is. Az információ továbbítását egy szóval kommunikációnak nevezzük. A kommunikáció fogalmának értelmezése többféle megközelítésből lehetséges. Mást jelent a kommunikáció a nyelvésznek, mást az informatikusnak, megint mást a művésznek. Ugyanakkor van egy olyan általános értelmezés is, melynek segítségével összefoglalhatjuk a kommunikációra vonatkozó fontosabb ismereteket
Az információ elméletét Claude Shannon amerikai matematikus alapozta meg. 1948-ban megjelent könyvében a kommunikáció matematikai elméletét fektette le.
A forrás, vagy adó az információ közlés kiinduló pontja. Adatot állít elő, amit a vevőhöz szeretne juttatni. A kódolás folyamatában olyan formában történik az adat átalakítása, amit a csatorna képes közvetíteni. Az üzenet továbbítása a csatornán történik.
A dekódoló feladata, hogy a csatornán érkezett adatot olyan formában állítsa elő, amit a Vevő képes értelmezni. Az adó által előállított adatot üzenetnek is nevezzük. A csatornán ennek az üzenetnek a kódolt formája, azaz a közlemény halad át. A közlemény csupán egy jelsorozat és nem maga az üzenet. Ezt a jelsorozatot kódolja értelmezhető formába a dekódoló.
A csatornát fizikailag megvalósíthatja a levegő (pl. hang esetén), kábel (pl. tv-adás, vezetékes telefon), rádióhullám (rádióadás, mobiltelefon), papír (könyv, újság), stb.
A csatornában a közlemény sérülhet, azaz az eredeti információt eltorzító jelenségek léphetnek fel. Például beszédben: rosszul kiejtett szavak; tv-adásnál: adás kimaradás, vibráló képernyő; könyvnél: sajtóhiba; stb. A csatornában végbemenő torzulásért a zajforrás a felelős. Az ebből származó jelek torzítják el az eredeti üzenet közleményét. A csatorna zajosságát a jel/zaj aránnyal mérik. Ez a hányados jelentősen javítható a jel erősségének növelésével. Például a mobiltelefonok esetén a térerősség növelésével.
Előfordulhatnak olyan jelek is a közleményben, amelyek már újabb információt nem hordoznak. Ezeket az elemeket redundanciának nevezzük.
A redundancia feleslegesen terheli meg a csatornát, ezért ezek kerülendők. A redundancia kiküszöbölésével a továbbítás gyorsabbá és olcsóbbá tehető.
Azonban vannak olyan esetek, amikor a redundanciára szükség van! Egyes esetekben megkönnyíti a közlemény értelmezését, máskor az ellenőrzést teszi lehetővé. Például egy könyvben név- és tárgymutatót is szerepeltetnek. Bár a lapok valamelyikén már szerepelnek ezek a nevek illetve megnevezések, de mégis sokat segít a mutató a kiadvány használhatóságában. Másik példa: a postai csekken számmal és betűvel is ki kell írni a feladott összeget. Ez biztosítja az összeg pontos értelmezését és az ellenőrzést.
A számítógép világában éppoly fontos szerep jut a mértékegységeknek, mint hétköznapi életünkben. A számítógépen leggyakrabban az adatok mennyiségét és tárolásukhoz rendelkezésünkre álló szabad kapacitás nagyságát mérjük.
Az információ legkisebb mértékegysége a bit.
Ha a közlemény több jelből áll, akkor a közlemény információmennyisége jelenként összeadódik. Pl.: ha a jel nyolcféle lehet, akkor már nem tudjuk egyetlen számjeggyel leírni. Ebben az esetben a közlemény 3 bites. Legelterjedtebb és általánosan használt a 8 bites kód. Az összetartozó 8 bitet 1 byte-nak nevezzük.
A számítógépes adattárolás legkisebb önállóan is értelmezhető egysége a bájt (Byte). A bájt egy 8 bitből álló bináris vektor, ami a memóriában egy 0 és 255 közötti számértéket képvisel. Ez összesen 256 különböző érték. Azért ennyi, mert a bájtot alkotó 8 bit éppen 256-féle variációban kapcsolható ki és be. Mivel a kettes számrendszert használjuk, az információ mennyiségének váltószáma nem 1000 hanem 1024 (210).
| Mértékegység | Adatmennyiség |
| 1 bájt | 8 bit |
| 1 kilobájt (kB) | 1024 bájt |
| 1 megabájt (MB) | 1024 kB |
| 1 gigabájt (GB) | 1024 MB |
| 1 terrabájt (TB) | 1024 GB |
| 1 pentabájt (PB) | 1024 TB |
| 1 exabájt (EB) | 1024 PB |
Az információáramlás sebességét adatátviteli sebességnek nevezzük. Leggyakrabban használt mértékegysége: bps (bit per secundum), amellyel az egy másodperc alatt továbbított bitek számát mérjük. Többszörösei:
Kbps (ezer bit per second)
Mbps (millió bit per second)
Gbps (milliárd bit per second
Számrendszerek, számábrázolásA számrendszer egységes szabályok alapján meghatározza, hogy számjegyek sorozata milyen számokat jelenít meg.
A kettes vagy bináris számrendszer két számjegy, a 0 és az 1 segítségével ábrázolja a számokat.
Mivel digitális áramkörökben a számrendszerek közül a kettest a legegyszerűbb megvalósítani, a modern számítógépek szinte kivétel nélkül ezt használják. A kettes számrendszer helyiértékes számrendszer: jobbról balra haladva minden egyes számjegy a 2, eggyel nagyobb hatványát fejezi ki (20=1-től kezdve).
A tizenhatos vagy hexadecimális számrendszer a 16-os számon alapuló számrendszer az informatikában azért terjedt el, mert 4 bináris helyiértéken leírt értéket 1 helyiértéken ad meg. A tizenhatos számrendszer a 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 számjegyeken kívül az A, B, C, D, E, F betűket használja. A 0–9 számjegyek használata értelemszerű (azaz: a tízes számrendszernek megfelelő), az A számjegy 10-et, a B számjegy 11-et, a C számjegy 12-t, a D számjegy 13-at, az E számjegy 14-et és az F számjegy 15–öt jelöl (ez összesen 16 számjegy, hiszen a nulla az első)
Értéktáblázat:
| Decimális | Bináris | Hexadecimális |
| 0 | 0000 | 0 |
| 1 | 0001 | 1 |
| 2 | 0010 | 2 |
| 3 | 0011 | 3 |
| 4 | 0100 | 4 |
| 5 | 0101 | 5 |
| 6 | 0110 | 6 |
| 7 | 0111 | 7 |
| 8 | 1000 | 8 |
| 9 | 1001 | 9 |
| 10 | 1010 | A |
| 11 | 1011 | B |
| 12 | 1100 | C |
| 13 | 1101 | D |
| 14 | 1110 | E |
| 15 | 1111 | F |
A digitális számítógépekben minden adat binárisan kódolt. Az adattípus meghatározza, hogy az adat milyen értékeket vehet fel, és milyen műveletek végezhetők vele.
A számábrázolás az a mód, ahogyan a számokat szimbólumokkal jelöljük. Szűkebb értelemben véve a számábrázolás az a mód, ahogyan a számítógépek a számszerű adatokat megjelenítik.
Átváltás számrendszerek között
|
|
|
|
|
|
Kezdetleges számológépek és számítógépek
A számítógép olyan elektronikus gép, amely program által vezérelve adatok befogadására, tárolására, feldolgozására és az eredmények közlésére alkalmazható.
A számítógépek ősének lehet nevezni a számolást segítő eszközöket.
· Abakusz (keleti régió országaiban ma is jelentős)
· Logarléc
Az emberben régóta él az igény a számolást megkönnyítő eszközök iránt. A XIX. században sok tekerős számológép típus került sorozatgyártásra.
1623-ban Wilhelm Schickard matematika- csillagászat professzor leírt egy olyan számológépet, amelyben egymáshoz illeszkedő tíz- és egyfogú fogaskerekek vannak. Ezen, a mai fordulatszámlálókhoz hasonló elvű gépen mind a négy alapműveletet el lehetett végezni, így a meglehetősen pontatlan hajózási táblázatokat gyorsabban át lehetett számolni, mint bármikor előtte. A készülék mechanikus mechanikus módon, rudak, fogaskerekek és egy automatikus átvitelképző mechanizmus kombinációjának a használatával végezte el a számításokat.
Az első "szériában gyártott" számológépet 1642-1644 között a fizikusként és filozófusként is ismert Blaise Pascal (1623-1662) készítette el, összesen hét példányban.
Az automatikus átvitelképzéssel működő gépet királyi adószedő apja számítási munkájának megkönnyítésére tervezte. A gép csak az összeadást és a kivonást ismerte, a szorzást és az osztást nem.
Pascal aritmométerét 1671-ben Gottfried Wilhelm Leibniz fejlesztette tovább. Ez a gép volt az első, amely közvetlenül végezte el az osztást és a szorzást, valamint kiegészítő művelet nélkül a kivonást. Az általa megépített összeadó-szorzó gép a szorzást az összeadásra vezette vissza. Leibnitz vetette fel elsőként a kettes számrendszer alkalmazását is e készülékekben, amelyek már tartalmazták a szinte máig használt mechanikus asztali számológépek alapelemeit.
Számítógép generációk
A nulladik generáció: mechanikus elven működő gépek.
A számítógépek nulladik generációjába azok az első, mai értelemben vett számítógépek tartoznak, melyek jelfogókat, más néven reléket tartalmaztak.
Az első számítógép-generáció: elektroncső
Az első számítógép generáció 1946-tól 1954-ig tartott, hatása azonban az ötvenes évek végéig megmutatkozott.
Az első generációba tartozó számítógépek elektroncsöves, digitális gépek voltak. Kis műveleti sebesség, nagy méret, kis megbízhatóság, magas ár jellemzi ezeket a számítógépeket. Felépítésük processzor központú volt, minden adatforgalom a processzoron keresztül zajlott. Egy időben csak egyféle művelet folyhatott. Az alkalmazott operatív tárak elektroncsöves áramköröket használtak tároló elemként. A perifériák egyedi, gépenként különböző eszközök voltak. Főleg tudományos-műszaki számításokra használták őket.
A második generációs számítógépek: a tranzisztor
A második számítógép generáció kb. 1954-től 1964-ig tartott, a tranzisztor feltalálását követően. Megbízhatóságuk, műveleti sebességük nőtt az első generációs számítógépekéhez képest. Lényeges változást jelentett az önálló, központi feldolgozóegységtől függetlenül, azzal párhuzamosan működő csatornák megjelenése. A számítógép felépítése memória-centrikussá vált.
A hagyományos perifériák mellett elterjedtek a nagy tömegű adat és program tárolását és gyors átvitelét biztosító mágneslemezes és mágnesszalagos háttértárak. Az operatív tárak megbízhatóbbak, gyorsabbak, nagyobb kapacitásúak lettek.
Megjelentek a gépcsaládok, a különböző teljesítményű, de azonos módon programozható, azonos perifériákat használó "kompatibilis" számítógépek. Megnőtt a program, más néven szoftver jelentősége.
A harmadik generációs számítógépek: integrált áramkörök
A harmadik számítógép generáció 1964-től 1971-ig tartott. Diszkrét félvezető eszközök helyett integrált áramkörökből épültek fel. Ez az előző generációhoz képest ismét sebességnövekedést, méret- és teljesítményfelvétel csökkenést jelentett.
Az ebbe a generációba tartozó számítógépekre jellemző a részek önálló, párhuzamos működése. Ebben az időszakban fejlesztették ki a DOS és OS operációs rendszereket.
A negyedik generációs számítógépek: mikroprocesszorok és a személyi számítógép térhódítása
A negyedik számítógép generáció kb. 1971-től az 1990-es évek közepéig tartott. A negyedik generáció kezdetének a világ első mikroprocesszorának megjelenését tekintjük. Jellemzői a mikroprocesszorok és a személyi számítógépek térhódítása, a korábban elképzelhetetlen működési sebesség, tárolási sűrűség és kapacitás, illetve miniatürizálódás.
Lehetővé tették a számítógép egy processzorának egy elemként történő megvalósítását.
Új típusú háttértárak jelentek meg (hajlékonylemez, merevlemez). A személyi számítógép tömegcikké vált. Az interaktivitás fokozását speciális perifériák segítik (egér, joystick, lapolvasó). A nyomtatók minősége elérte a nyomdai szintet.
Meghatározó jelentőséget kaptak a számítógépes elektronikus hálózatok és a grafikus operációs rendszerek. Jelentősen bővült a számítógépek addigi felhasználási köre: kiadványszerkesztés, animáció, táblázat- és adatbázis-kezelők, szimuláció, szakértői rendszerek.
Az ötödik generációs számítógépek: multimédia és internet
Az ötödik számítógép generációt a multimédia és az internet világméretű térnyerése jellemzi.
Általánossá válnak a Tbyte-os háttértárak, a Gbyte-os operatív tárak, az emberi szem felbontóképességéhez jobban illeszkedő képernyők.
Az optikai számítógép – amelyekben nemcsak elektromos jelek, hanem fény is továbbítja az információt –, előretörése valószínű.
Új típusú adathordozók is megjelennek. A CD továbbfejlesztésével olyan háttértárak nyerhetők, amelyek terjedelmes mozgófilmek tárolására alkalmasak.
Az interaktív oktatás a tanulásnak egy új eszközét adják. A beszéd alapú interaktivitás jellemzővé, általánossá válik. A természetes nyelvek közti fordítóprogramok színvonala olyan mértékben fejlődik, hogy bármely két nyelv között oda-vissza képesek a tolmácsolásra. E funkciókat támogatja az Internet.
Az ötödik generáció tehát az információszórás, -feldolgozás, -tárolás új tartalmat nyerő korszaka.
Az Internet története, elterjedésének okai
Az Internet kezdetben csak a számítástechnikában jártas kevesek kedvence volt. Ennek fő oka, hogy kezeléséhez bonyolult és nem igazán felhasználóbarát Unix parancsokat és utasításokat kellett használni. Ezek még a Dos környezetben otthonosan mozgókat is elriasztották a hálózattól. A hardver eszközök gyors fejlődésének és a grafikus felhasználói felülettel rendelkező operációs rendszerek megjelenésével egyre inkább fokozódott az igény egy olyan rendszer megvalósítására, amely könnyen kezelhetővé teszi az Internetet még azoknak is, akiknek a számítógép csupán egy, azok közül a mindennapi technikai berendezések közül, amelyeket csak használni szeretnék és nem akarnak közelebbi ismeretségbe kerülni az informatika rejtelmeivel. Többek között az õ számukra találták ki és fejlesztették ki az Internet grafikus felületét a World Wide Web-et (WWW). Az Internet sok millió számítógép világméretű hálózata. Gerincét az a több tíz- vagy százezer nagy teljesítményű számítógép - úgynevezett szerver - alkotja, amelyeket műhold, üvegszál, mikrohullám és egyéb adatátviteli technikák kapcsolnak össze egymással. Ezekhez a gépekhez közvetlenül vagy internetszolgáltatókon keresztül csatlakoznak az egyes felhasználók - kliensek. A hálózati technológiának köszönhetően bármely kliens - a szervereket összekötő gerinchálózaton keresztül - el tudja érni a hálózat bármely másik pontját függetlenül attól, hogy az egymással kapcsolatba került számítógépek fizikailag hol helyezkednek el.
Ez a világháló tulajdonképpen egy információs óceán, mely része az emberek mindennapjainak.
A rengeteg weboldal nagyon sok érdekes anyagot tartalmaz, szinte bármiről találhatunk leírást. Viszont ez a nagyszámú weboldal hátrányokkal is járhat, hiszen nagyon nehézzé válhat egy konkrét információ megtalálása.
Az internet széles körben elterjedt elnevezése az „információs szupersztráda”, ahol az ismeretek széles skálája áll az érdeklődők rendelkezésére. Az egyre szaporodó információk közül nehéz lehet kikeresni a minket érdeklőket.
Az interneten lévő konkrét információk megtalálását keresőgépek segítik. Ezek olyan nagy teljesítményű számítógépek, más kifejezéssel kiszolgálók, melyek segítségével az egész világot átszövő számítógép hálózaton kereséseket végezhetünk
A keresőgépeknek két fajtája van. Az egyik fajta kulcsszavakat keres a weboldalakon, s ezeket gyűjti össze nagy adatbázisokba. A keresés azt jelenti, hogy a keresőgép adatbázisából címszavak, más szóval kulcsszavak segítségével válogatjuk ki a számunkra érdekes információt.
A másik fajta esetén szakemberek vizsgálják végig az újonnan megjelent anyagokat, s a tartalmukat elemezve tematikusan sorolják be a weboldalakat.
Az Internet felhasználási lehetőségeit az Internet szolgáltatásainak is nevezzük. Ezek közül a legnépszerűbb az elektronikus levelezés (E-mail). Ebben az esetben a számítógépen előállított leveleinket a hálózaton keresztül továbbíthatjuk a címzettnek. Az sem baj, ha a címzett nincs éppen a számítógépnél, levelünket bármikor elolvashatja. A levélhez bármilyen állományt mellékelhetünk.
Másik gyakran használt szolgáltatás a World Wide Web (röviden web vagy WWW), ami multimédiás anyagok (szöveg, kép, mozgókép, hang) elérésére nyújt lehetőséget. Ezeket böngésző program segítségével tekinthetjük meg. Manapság bárki létrehozhat és elhelyezhet weblapokat, ezért fontos megjegyeznünk, hogy az itt található anyagok nem mindig megbízhatóak.
Harmadik szolgáltatás az FTP (File Transfer Protocoll), ami lehetővé teszi, hogy a távoli számítógép és a saját gépünk között állományokat másolhassunk, továbbá, hogy a távoli gépen fájl- és könyvtárműveleteket hajtsunk végre (természetesen csak akkor, ha van hozzá jogosultságunk).