Информация в природе реферат

Обновлено: 04.07.2024

Информация в живой природе

Живая природа сложна и разнообразна. Источниками и приёмниками информации в ней являются живые организмы и их клетки. Организм обладает рядом свойств, отличающих его от неживых материальных объектов. Основные из них:
непрерывный обмен веществом, энергией и информацией с окружающей средой;
раздражимость, способность организма воспринимать и перерабатывать информацию об изменениях окружающей среды и внутренней среды организма;
возбудимость, способность реагировать на действие раздражителей;
самоорганизация, проявляемая как изменения организма для адаптации к условиям внешней среды;

Организм, рассматриваемый как система, имеет иерархическую структуру. Эта структура относительно самого организма подразделяется на внутренние уровни: молекулярный, клеточный, уровень органов и, наконец, собственно организм. Однако организм взаимодействует и с надорганизменными живыми системами, уровнями которых являются популяция, экосистема и вся живая природа в целом (биосфера).

Между всеми этими уровнями циркулируют потоки не только вещества и энергии, но и информации.

Информационные взаимодействия в живой природе происходят так же, как и в неживой. Вместе с тем, живая природа в процессе эволюции создала широкое разнообразие источников, носителей и приёмников информации.

Накапливая информацию, мозг создает на своей структуре связную информационную модель окружающего мира.

В живой природе для организма — приёмника информации важной характеристикой является её доступность. Количество информации, которое нервная система человека способна подать в мозг при чтении текстов, составляет примерно 1 бит за 1/16 с.

Исследование организмов затруднено их сложностью. Допустимая для неживых объектов абстракция структуры как математического множества вряд ли допустима для живого организма, потому что для создания более или менее адекватной абстрактной модели организма необходимо учесть все иерархические уровни его структуры. Поэтому сложно ввести меру количества информации. Очень сложно определяются связи между компонентами структуры. Если известно, какой орган является источником информации, то что является сигналом и что приемником?

До появления вычислительных машин биология занимающаяся исследованиями живых организмов, применяла только качественные, то есть описательные модели. В качественной модели учесть информационные связи между компонентами структуры практически невозможно. Электронно-вычислительная техника позволила применить в биологических исследованиях новые методы, в частности, метод машинного моделирования, предполагающий математическое описание известных явлений и процессов, происходящих в организме, добавление к ним гипотез о некоторых неизвестных процессах и расчет возможных вариантов поведения организма. Полученные варианты сравниваются с реальным поведением организма, что позволяет определить истинность или ложность выдвинутых гипотез. В таких моделях можно учесть и информационное взаимодействие.

Чрезвычайно сложными являются информационные процессы, обеспечивающие существование самой жизни. И хотя интуитивно понятно, что это свойство прямо связано с формированием, хранением и передачей полной информации о структуре организма, абстрактное описание этого феномена представлялось до некоторых пор невозможным. Тем не менее, информационные процессы, обеспечивающие существование этого свойства, частично раскрыты благодаря расшифровке генетического кода и прочтению геномов различных организмов.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

на тему “Информация и эволюция живой природы”

Расулов Хайрула Рамазанович

Между всеми этими уровнями циркулируют потоки не только вещества и энергии, но и информации. Информационные взаимодействия в живой природе происходят так же, как и в неживой. Вместе с тем, живая природа в процессе эволюции создала широкое разнообразие источников, носителей и приёмников информации.

Реакция на воздействия внешнего мира проявляется у всех организмов, поскольку она обусловлена раздражимостью. Приемниками информации из внешней среды у них являются органы чувств, к которым относят зрение, слух, обоняние, вкус, осязание и вестибулярный аппарат, рецепторы чувства боли, рецепторы температуры, рецепторы тактильных ощущений. Во внутренней структуре организмов имеются многочисленные внутренние рецепторы, связанные с нервной системой. Нервная система состоит из нейронов, отростки которых (аксоны и дендриты) представляют собой аналог каналов передачи информации. Главными органами, обеспечивающими хранение и обработку информации у позвоночных, являются спинной мозг и головной мозг.

Нормальное функционирование живых организмов невозможно без получения и использования информации. Поведение животных полностью строится на основе информационных сигналов – света, звука, запаха, тепла и прочие. Эти сигналы используются для выбора лучших условий существования или спасения жизни, продления рода и тому подобное.

Информационные сигналы в живой природе могут быть в различных формах – позы, звуки, запахи, даже вспышки света – у светлячков и некоторых глубоководных рыб.

Одна из основных функций живого – продление рода, то есть создание своей копии. За передачу наследственных признаков отвечают ГЕНЫ. Именно они передают генетическую информацию из поколения в поколение. Каждый ген отвечает за определенные особенности строения и функционирования организма, он определяет его возможности (силу, выносливость, гибкость и пр.), а также и за все наследственные болезни.

В соответствии с особенностями строения органов чувств информацию, воспринимаемую организмом, можно классифицировать как визуальную, слуховую, вкусовую, обонятельную и тактильную, температурную, информацию вестибулярного аппарата.

Пример. Попадая на сетчатку человеческого глаза, сигнал особым образом возбуждает составляющие её клетки. Нервный импульсы клеток через акcоны передаются в мозг. Мозг запоминает это ощущение в виде определенной комбинации состояний составляющих его нейронов.

Таким образом, образуется информационную модель окружающего мира.

Исследование организмов затруднено их сложностью. Допустимая для неживых объектов абстракция структуры как математического множества вряд ли допустима для живого организма, потому что для создания более или менее адекватной абстрактной модели организма необходимо учесть все иерархические уровни его структуры. Поэтому сложно определяются связи между компонентами структуры. Если известно, какой орган является источником информации, то что является сигналом и что приемником?

До появления вычислительных машин биология, занимающаяся исследованиями живых организмов, применяла только качественные, т.е. описательные модели, с помощью которых невозможно честь информационные связи между компонентами. Электронно-вычислительная техника позволила применить в биологических исследованиях новые методы, в частности, метод машинного моделирования, предполагающий математическое описание известных явлений и процессов, происходящих в организме, добавление к ним гипотез о некоторых неизвестных процессах и расчет возможных вариантов поведения организма. Полученные варианты сравниваются с реальным поведением организма, что позволяет определить истинность или ложность выдвинутых гипотез. В таких моделях можно учесть и информационное взаимодействие.

В XIX в. биологи обратили внимание на хромосомы, которые помещаются в ядре клетки. Оказалось, что каждому виду растений или животных свойственно определенное число хромосом. В процессе деления клеток хромосомы удваиваются, и каждая дочерняя клетка снова имеет полное их число. В результате был сделан вывод, что передача потомству наследственных признаков связана именно с хромосомами.

Изучение эволюции развития взаимосвязи передачи информации и её получения живыми организмами так или иначе применимо к рассмотрению проблемы информации в человеческом обществе, в частности, такой её составляющей, как феномен памяти человека.

Оперативная память играет вспомогательную роль, давая возможность запоминать промежуточные результаты. При изучении оперативной памяти было замечено, что лучше всего запоминаются первые и последние цифры или слоги.

Долговременная память работает совсем не так, как оперативная, поскольку многие вещи нам нужно помнить практически всю жизнь.

Способность к обучению и запоминанию новой информации на многие десятки лет особенно сильно проявляется у детей в возрасте до трех лет. Именно в этот период ребенок получает не менее половины информации, которую он запоминает на всю жизнь.

Ослабление памяти в старости начинается с ослабления оперативной памяти – именно так проявляется склероз. Сохранению долговременной памяти в пожилом возрасте способствует интеллектуальная работа, в особенности при занятии любимым делом. Долговременная память у пожилых людей сохраняется гораздо дольше, чем оперативная.

Предметы и понятия хранятся в нашей памяти в виде образов, имеющих расплывчатый, обобщенных характер. Например, образ стола, стула или шкафа не имеет каких-то конкретных деталей, а носит схематический, условный характер, при этом обладая всеми основными признаками предмета. В памяти человека хранится огромное количество таких образов и понятий. Общеизвестна догма: нервные клетки не восстанавливаются. Недавние исследования ученых показали, что это неверно. В течение жизни человека в мозговой ткани происходит образование новых нейронов. Предполагают, что этот процесс связан с действием механизма долговременной памяти.

Понятие и виды информационных процессов. Информация в обществе, в живой природе, в кибернетике. Управляющие и управляемые объекты в сложных системах. Технология реализации информационных процессов. Основные принципы классификации данных процессов.

Рубрика	Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	28.09.2014
Размер файла	13,4 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Получение и преобразование информации является необходимым условием жизнедеятельности любого организма. Даже простейшие одноклеточные организмы постоянно воспринимают и используют информацию, например, о температуре и химическом составе среды для выбора наиболее благоприятных условий существования. Живые существа способны не только воспринимать информацию из окружающей среды с помощью органов чувств, но и обмениваться ею между собой. Человек также воспринимает информацию с помощью органов чувств, а для обмена информацией между людьми используются языки. За время развития человеческого общества таких языков возникло очень много. Прежде всего, это родные языки (русский, татарский, английский и др.), на которых говорят многочисленные народы мира. Роль языка для человечества исключительно велика. Без него, без обмена информацией между людьми было бы невозможным возникновение и развитие общества. Информационные процессы характерны не только для живой природы, человека, общества. Человечеством созданы технические устройства - автоматы, работа которых также связана с процессами получения, передачи и хранения информации. Например, автоматическое устройство, называемое термостатом, воспринимает информацию о температуре помещения и в зависимости от заданного человеком температурного режима включает или отключает отопительные приборы.

Действия, выполняемые с информацией, называются информационными процессами.

Существует три типа информационных процессов:

* и обработка информации.

С помощью органов чувств люди воспринимают информацию, осмысливают ее и на основании своего опыта, имеющихся знаний, интуиции принимают определенные решения. Эти решения воплощают в реальные действия, которые преобразовывают окружающий мир.

Информационные процессы протекают не только в человеческом обществе. Почему осенью опадают листья, и вся растительность засыпает на время холодов, а с приходом весны вновь появляются листья, трава? Это все результат информационных процессов. Клетка любого растения воспринимает изменения внешней среды и реагирует на них.

Генетическая информация во многом определяет строение и развитие живых организмов и передается по наследству. Хранится генетическая информация в структуре молекул ДНК. Молекулы ДНК состоят из четырех различных составляющих (нуклеотидов), которые образуют генетический алфавит. информационный процесс кибернетика

Жизнедеятельность любого организма или нормальное функционирование технического устройства связано с процессами управления, благодаря которым поддерживаются в необходимых пределах значения его параметров. Процессы управления включают в себя получение, хранение, преобразование и передачу информации. В любом процессе управления всегда происходит взаимодействие двух объектов -- управляющего и управляемого, которые соединены каналами прямой и обратной связи.

По каналу прямой связи передаются управляющие сигналы, а по каналу обратной связи -- информация о состоянии управляемого объекта. Рассмотрим в качестве примера регулирование температуры в помещении с использованием кондиционера. Управляющим объектом является человек, а управляемым -- кондиционер. В помещении может быть размещен термометр, который сообщает человеку о температуре в помещении (канал обратной связи). При повышении или понижении температуры в помещении за определенные пределы человек включает кондиционер (работает канал прямой связи). Таким образом, температура в помещении поддерживается в определенном температурном интервале. Аналогично можно проанализировать работу человека (управляющий объект) за компьютером (управляемым объектом). Человек с помощью органов чувств (зрения и слуха) получает информацию о состоянии компьютера по каналу обратной связи с помощью устройств вывода информации (монитор, акустические колонки). Эта информация анализируется человеком, который принимает решения о тех или иных управляющих действиях, которые по каналу прямой связи с помощью устройств ввода информации (клавиатуры или мыши) передаются компьютеру.

Определений информационных процессов (ИП) не многим меньше, чем определений информации. Уже само обилие таких определений служит убедительным свидетельством их недостатков, показывая их частный характер, ориентацию каждого из них на узкий круг задач.

В силу ряда причин в данной статье рассматриваются не информационные технологии, а именно ИП. Во-первых, при разработке новой информационной технологии сначала нужно точно определить, какой именно ИП эта технология будет реализовывать. Во-вторых, поскольку технологиями считаются только искусственные реализации процессов, то далеко не все процессы реализованы в виде технологий. И, главное, в-третьих, различные технологии могут реализовывать один и тот же процесс при помощи различных средств. А поскольку множество средств реализации каждой операции процесса всегда открыто (без ограничений в принципе), то построить полную классификацию технологий, реализующих даже один процесс, невозможно. Более того, подобные классификации всегда непродуктивны, не способны дать ничего существенно нового, так как содержат комбинации только известных средств реализации операций.

В то же время множество процессов, состоящих из счетного множества операций тоже счетно, т.е. при условии определения множества всех возможных операций построение полной классификации процессов является вполне разрешимой задачей.

Для получения полной и продуктивной классификации, содержащей не только хорошо известные, но и все возможные (мыслимые) ИП, необходимо опираться на инвариантные свойства (атрибуты) любых ИП. Исходными предпосылками для нахождения таких атрибутов. ИП служат, во-первых, неотрывность информации от субъектно-объектных отношений, и, во-вторых, то, что наиболее полный набор ИП реализован в самом субъекте (все искусственно созданные ИП только воспроизводят, дублируют некоторые ИП, выполняемые субъектом, именно субъект задает программы функционирования и управления искусственных систем). Поэтому для нахождения атрибутов, определяющих ИП, необходимо исследовать субъект и, в частности, его информационную деятельность.

Подобные документы

Общность информационных процессов в живой природе, технике, обществе. Определение понятия "субъект", структура семантического пространства субъекта. Классификация информационных процессов, когнитивные информационные процессы, информация в кибернетике.

реферат [58,4 K], добавлен 27.03.2010

Процессы в сфере интеллектуальной деятельности (перенос информации). Информационные процессы - хранилище, снабженное процедурами ввода, поиска и размещения и выдачи информации. Общность информационных процессов в живой природе, технике, обществе.

реферат [127,6 K], добавлен 27.02.2009

Методология структурного анализа и проектирования информационных систем. Базовый стандарт процессов жизненного цикла программного обеспечения. Цели и принципы формирования профилей информационных систем. Разработка идеальной модели бизнес-процессов.

презентация [152,1 K], добавлен 07.12.2013

Изучение общих понятий теории систем и системного анализа. Методика построения объектных репозиториев открытых информационных систем. Принципы восприятия визуальной информации. Средства визуального моделирования рабочих процессов по интеграции данных.

курсовая работа [195,1 K], добавлен 04.06.2015

Подходы к классификации ИС, виды архитектур. Этапы развития и базовые стандарты ИС, обеспечивающие взаимоувязывание производственных процессов и их финансовых результатов. Перспективные направления использования информационных технологий в экономике.

Чем является информация в живой природе? Как она представлена в обществе? А технике? На все эти вопросы можно будет найти ответы в рамках данной статьи.

Важность информации

Получение и преобразование данных необходимо для жизнедеятельности любого произвольного организма. Без этого не обходятся даже простейшие одноклеточные. Так, они собирают данные о температуре, химическом составе среды, чтобы выбрать наиболее подходящие условия своего существования. Причем живые существа могут не только воспринимать информацию, получаемую из окружающей среды благодаря органам чувств, но и обмениваться нею. Это в полной мере относится и к человеку. Так, для получения данных используются органы чувств, которых насчитывается пять, а обмен осуществляется с использованием языков (жестов, естественных, формальных).

Информационные процессы

Они могут осуществляться не только в живой природе (между людьми и в обществе в частности). Так, человечеством были созданы разнообразные устройства – автоматы. Их работа тесно связана с процессами получения, хранения и передачи данных. К примеру, есть такое автоматическое устройство, как термостат. Он занимается работой с информацией о температуре помещения. Зависимо от настроенного человеком температурного режима и ситуации, которая имеется сейчас, он может включить/выключить отопительные приборы. Различают три типа информационных процессов:

Обработка.
Передача.
Хранение.

Как видите, информация живой и неживой природы имеет много чего общего. Следует сказать, что человек все же является более сложно организованным, нежели та же техника, хотя некоторым, может быть, сложно поверить в это. Благодаря органам чувств мы можем воспринимать данные, осмысливать их и, комбинируя свой опыт, знание и интуицию, принимать какие-то решения. Они затем воплощаются в реальные действия, с помощью которых осуществляется изменение окружающего мира.

Информация в живой природе

Это очень интересная тема. Наиболее весомым хранилищем в данном случае является геном. В нём содержатся данные, которые определяют строение и развития живых организмов. Генетическая информация передаётся по наследству. Хранится она в молекулах ДНК. Они состоят из четырех составляющих, которые называются нуклеотидами. Вместе они образуют генетический алфавит. Если речь идет про примеры информации в живой природе, он позволяет лучше всего представить её. Отдельные участки отвечают за строение и функционирование конкретных частей организма. Гены определяют возможности и предрасположенности к талантам или наследственным болезням. Чем сложнее является организм, тем больше отдельных участков можно выделить в молекулах ДНК. Так, человеческий геном имеет свыше 20 тысяч генов, в которых содержится свыше 3 миллиардов нуклеотидных остатков. Расшифровка ДНК продолжалась десятилетиями. Несмотря на широкомасштабное применение компьютерных технологий, основной массив работ был завершен только в нулевых годах. Но это не единственные возможные примеры информации в живой природе. Давайте вспомним про деревья и растительность вообще. К зиме они погружаются в сон, а весной просыпаются. Это самая настоящая передача информации в живой природе: клетки растительности чувствуют, что меняются условия, и начинают сворачивать свою деятельность. Подобный пример можно привести и говоря о животных. Так, посмотрите на медведей. Передача информации в живой природе в данном случае проявляется в том, что они копят жир, а при наступлении холодов впадают в режим спячки. Тут процессы протекают как на уровне всего организма, так и отдельных систем. Здесь существует один интересный аспект, который имеет информация в живой природе. Информатика – вот наука, которая изучает все процессы, связанные с данными. Сейчас под этим понимают в основном техническое направление, а биологическое в её рамках почти не рассматривается. Для этого были специально созданы микробиология, биохимия, биофизика и целый ряд других наук, которые занимаются процессами в живых организмах.

Информация в обществе

Информация в технике

Данным направлением занимается кибернетика. В данной науке об управления само понятие информации применяется, чтобы описывать организационные процессы в различных динамических системах (в качестве которых могут выступать живые организмы или технические устройства). Их жизнедеятельность или нормальное функционирование являются тесно связанными с процессами управления. Поэтому все необходимые процессы поддерживаются в необходимом диапазоне значений параметров. К ним относятся получение, сохранение, преобразование и передача информации. В любом процессе подобного типа всегда взаимодействует два объекта – управляющий и управляемый. Они соединены каналом прямой и обратной связи. По первому передаются управляющие сигналы. С их помощью объект управления выводится на необходимый диапазон параметров. По каналу обратной связи осуществляется передача информации о состоянии и текущее положение дел.

Давайте рассмотрим, как это осуществляется на примере регулирования температуры в помещении благодаря кондиционеру. В качестве управляющего объекта в данном случае выступает человек. Управляемым является кондиционер. В помещении размещается термометр, который предоставляет человеку данные о величине температуры. Это канал обратной связи. Чтобы увеличить или уменьшить температуру, или изменить диапазон, человек может включить или выключить кондиционер. Это пример работы канала прямой связи. В конечном результате температура помещения поддерживается в определённом, комфортном для человека, диапазоне. Подобным образом можно проанализировать и работу за компьютером. Человек здесь опять выступает в качестве управляющего (а техника – управляемого) объекта. Благодаря органам чувств (таким как зрение и слух) получается информация о состоянии компьютера посредством устройства вывода информации (монитора или акустических колонок), которое выступает в роли канала обратной связи. Человек анализирует полученные данные и принимает решение о совершении определённых управляющих действий. С помощью устройств ввода информации (мыши или клавиатуры), которые выступают в роли канала прямой связи, они совершаются относительно компьютера. Вот видите, какие особенности имеет информация живой и неживой природы.

Восприятие данных человеком

Отдельно стоит остановиться на тех, кто предоставляет наибольший интерес – людях. Относительно нас можно сказать, что самым ценным, тем, что нас делает такими высокоорганизованными существами, является человеческое мышление. Это очень развитый процесс обработки информации – на данный момент, самый лучший на территории Земли. Человек может выступать в роли носителя большого объема данных, которые представлены как зрительные образы, различные факты, теории и тому подобное. Весь процесс познания, который почти непрерывно протекает, заключается в получении и накоплении информации.

Подход со стороны науки

Кибернетика изучает технические аспекты. В целом данное направление реализуется в рамках информатики, которая занимается изучением данных и всех их особенностей. Но особенность кибернетики заключается в том, что эта наука специализируется на управлении процессами, которые происходят. Она изучает возможности влияния и осторожного наблюдения за перемещением информации и её оптимизацией.

Заключение

Как видите, есть информация в живой природе, обществе, технике, нас самих – куда ни глянь, её найти можно. Обойтись без неё невозможно. А в случае отсутствия части информации человек часто испытывает значительные затруднения.

Читайте также: