 |
Представление информации в живых организмах
|
|
|
|
Лекция №7
Тема: «Представление информации»
План
1. Знаки и знаковые системы
2. Язык как знаковая система
3. Представление информации в живых организмах
Знаки и знаковые системы
Всю свою историю для сохранения и передачи информации человечество пользуется разнообразными знаками.
Знак представляет собой заменитель объекта – предмета, явления, действия, свойства или отношения.
Знак – это явное или неявное соглашение о приписывании некоторому чувственно воспринимаемому объекту определенного смысла.
Соглашение явное, если форма знака позволяет догадаться о его смысле; знаки в этом случае называют пиктограммами.
Если связь между формой и значением знака устанавливается по договоренности (неявное соглашение), то такие знаки называют символами.
Примеры пиктограмм
Примеры символов
® © J ∞
Люди используют отдельные знаки и знаковые системы.
Знаковая система определяется множеством всех входящих в нее знаков (алфавитом) и правилами оперирования над этими знаками.
Язык как знаковая система
Для обмена информацией с другими людьми человек использует естественные языки (русский, английский, китайский и др.), то есть информация представляется с помощью естественных языков. В основе языка лежит алфавит, то есть набор символов (знаков), которые человек различает по их начертанию..
Самым массовым естественным языком является китайский. К числу наиболее распространенных в мире относится английский язык.
В основе русского языка лежит кириллица, содержащая 33 знака, английский язык использует латиницу (26 знаков), китайский язык использует алфавит из десятков тысяч знаков (иероглифов).
|
|
|
Последовательности символов алфавита в соответствии с правилами грамматики образуют основные объекты языка — слова.
Правила, согласно которым образуются предложения из слов данного языка, называются синтаксисом.
Необходимо отметить, что в естественных языках грамматика и синтаксис языка формулируются с помощью большого количества правил, из которых существуют исключения, так как такие правила складывались исторически.
В связи с развитием науки и техники возникли формальные языки, применяемые специалистами в профессиональной деятельности (системы счисления, язык алгебры, языки программирования и др.). Многие формальные языки имеют международное употребление. Основное отличие формальных языков от естественных состоит в наличии строгих правил грамматики и синтаксиса.
Например, системы счисления можно рассматривать как формальные языки, имеющие алфавит (цифры) и позволяющие не только именовать и записывать объекты (числа), но и выполнять над ними арифметические операции по строго определенным правилам.
Некоторые языки используют в качестве знаков не буквы и цифры, а другие символы, например химические формулы, ноты, изображения элементов электрических или логических схем, дорожные знаки, точки и тире (код азбуки Морзе) и др.
Представление информации может осуществляться с помощью языков, которые являются знаковыми системами. Каждая знаковая система строится на основе определенного алфавита и правил выполнения операций над этими знаками.
Знаки могут иметь различную физическую природу. Например, для представления информации с использованием языка в письменной форме используются знаки, которые являются изображениями на бумаге или других носителях, в устной речи в качестве знаков языка используются различные звуки (фонемы), а при обработке текста на компьютере знаки представляются в форме последовательностей электрических импульсов (компьютерных кодов).
|
|
|
Представление информации в живых организмах
Человек воспринимает информацию об окружающем мире с помощью органов чувств (зрения, слуха, обоняния, осязания и вкуса). Чувствительные нервные окончания органов чувств (рецепторы) воспринимают воздействие (например, на глазном дне колбочки и палочки реагируют на воздействие световых лучей) и передают его нейронам (нервным клеткам), цепи которых составляют нервную систему.
Нейрон может находиться в одном из двух состояний: невозбужденном и возбужденном. Возбужденный нейрон генерирует электрический импульс, который передается по нервной системе.
Состояния нейрона (нет импульса, есть импульс) можно рассматривать как знаки некоторого алфавита нервной системы, с помощью которого происходит передача информации.
Генетическая информация во многом определяет строение и развитие живых организмов и передается по наследству.
Хранится генетическая информация в клетках организмов в структуре молекул ДНК. Молекула ДНК состоит из двух скрученных друг с другом в спираль цепей, построенных из четырех нуклеотидов: A, G, Т и С, которые образуют генетический алфавит.
Молекула ДНК человека включает в себя около 3 миллиардов пар нуклеотидов и поэтому в ней закодирована вся информация об организме человека: его внешность, здоровье или предрасположенность к болезням, способности и пр.
Вопросы и задания
1. Что такое знак? Приведите примеры знаков, используемых в общении людей.
2. Что общего у пиктограммы и символа? В чем различие между ними?
3. Что такое знаковая система? Опишите русский язык как знаковую систему. Опишите десятичную систему счисления как знаковую систему.
4. Какова может быть физическая природа знаков?
5. Какие языки в настоящее время являются самыми распространенными в мире? (ответ можно найти в Интернете)
6. Чем различаются естественные и формальные языки?
7. К какой разновидности языков (естественных или формальных) относится морская флажковая азбука?
8. Для чего людям потребовались формальные языки?
9. Какова физическая природа знака при представлении информации в нервной системе? В генетическом коде?
|
|
|
