Предыдущий урок: Как работает компьютер? Часть 12. Базопасность.
Информация вокруг нас
Каждый день мы просыпаемся и сразу начинаем получать информацию. Будильник звенит — мы понимаем, что пора вставать. В окне светло — значит, утро. Кошка мяукает — просит поесть. Всё это — информация. Она говорит нам, что происходит вокруг, и помогает решить, что делать дальше.
Компьютеры живут в таком же информационном мире, только воспринимают его по-другому. Если нам достаточно взглянуть в окно, чтобы понять, что идёт дождь, то компьютеру нужны специальные устройства — датчики, микрофоны, камеры, чтобы «почувствовать» то же самое. И даже тогда он не видит дождь как мы — для него это просто набор чисел и сигналов, которые нужно расшифровать.
Информация бывает разной. Мы получаем её через глаза, уши, кожу, нос, язык. Компьютеры — через микрофоны, камеры, клавиатуру, сенсоры. Когда мы слышим музыку, мы чувствуем эмоции. Компьютер же «слышит» колебания звуковой волны, превращённые в цифровые данные. Для него это не «песня», а длинная цепочка чисел, которые он может хранить, копировать или обрабатывать.
Это важная мысль: для человека информация часто связана с ощущениями, а для компьютера — с данными. Если мы хотим понять, как компьютер работает, нужно научиться видеть за привычными вещами их цифровое представление.
Информация сама по себе нейтральна. Красный свет светофора не «злой» и не «добрый», он просто сообщает: «стой». Но смысл информации зависит от того, кто её получает. Для водителя красный свет — сигнал остановиться. Для пешехода — сигнал, что машины стоят, и можно идти (если зажёгся зелёный). Компьютер тоже «понимает» информацию только в том виде, в каком его научили. Если мы не запрограммировали реакцию на красный сигнал, компьютер просто зафиксирует факт: «лампа светится».
В мире людей и компьютеров информация всегда служит одной цели — помочь принять решение. Мы видим облака и решаем взять зонт. Компьютер получает данные с датчиков температуры и решает включить кондиционер. Разница только в том, что человек делает выводы на основе опыта и интуиции, а компьютер — на основе заранее заданных правил или программы.
В современном мире компьютеры обрабатывают огромные объёмы информации: сообщения, фотографии, видео, данные с датчиков, результаты поиска. Они могут сделать это быстрее и точнее, чем человек, но у них нет «понимания» в нашем смысле. Компьютер не знает, что фото котёнка милое, пока мы не создадим алгоритм, который распознает котят и пометит их как «милые».
Если мы хотим разобраться, как работает компьютер, нам нужно начать с самого начала — понять, как любая информация превращается в данные, которые машина может хранить, передавать и обрабатывать. Это и есть первый шаг к тому, чтобы «думать как компьютер».
Как компьютеры видят информацию
Когда мы смотрим на картину, слушаем песню или читаем сообщение от друга, нам кажется, что это естественно и просто. Глаза видят цвета и формы, уши слышат звуки, мозг мгновенно «собирает» картинку происходящего. Для компьютера всё иначе. Он не видит и не слышит в человеческом смысле — он получает набор сигналов и чисел, которые потом можно превратить в изображение, звук или текст.Если мы хотим понять, как работает компьютер, нам нужно научиться «переводить» привычные нам ощущения на его язык.
Возьмём простой пример — фотографию. Как пример с котенком из предыдущего урока. Для нас это целостный образ: мы видим форму, цвет, детали. Для компьютера фото — это сетка маленьких точек, пикселей. Каждый пиксель описывается числами, которые указывают, какого он цвета. Если фото котёнка состоит из миллиона пикселей, то для компьютера это миллион наборов чисел. Чем больше пикселей, тем больше данных, и тем детальнее картинка.
Точно так же компьютер воспринимает звук. Для нас музыка — это мелодия, эмоции, слова песни. Для компьютера звук — это волна, которую он измеряет через равные промежутки времени. Каждое измерение — число, показывающее, насколько громкий звук в этот момент. Тысячи таких чисел подряд образуют цифровую запись.
Текст для компьютера — это ещё проще. Каждая буква, цифра или символ заменяется кодом — числом. Например, в кодировке ASCII букве «A» соответствует число 65, а пробелу — число 32. Когда мы печатаем «Привет», компьютер на самом деле хранит последовательность чисел, каждое из которых означает определённый символ.
Таким образом, для компьютера нет особой разницы между картинкой, песней или текстом. Всё это — набор данных, который можно записать как числа. Разница лишь в том, как эти числа интерпретировать.
Внутри компьютера нет «красного цвета» или «ноты До». Есть только электрические сигналы — есть ток или нет тока. Эти состояния обозначаются как 1 и 0. И уже из этих нулей и единиц строятся числа, а из чисел — всё остальное. Поэтому, чтобы понять, как компьютер работает с информацией, мы должны понять, как он хранит и обрабатывает эти нули и единицы.
Интересно, что человек, глядя на информацию, сразу видит смысл. Мы узнаём лицо друга на фотографии, даже если она немного размыта. Компьютер же будет сравнивать данные пиксель за пикселем, и если цифры не совпадут, он решит, что это уже не тот объект. Это и есть ключевое отличие: человек — понимает, компьютер — сравнивает.
Если подытожить, то компьютер «видит» информацию только в виде чисел и сигналов. Он не понимает картинку, звук или текст так, как мы, но умеет очень быстро работать с числами. Это даёт ему огромное преимущество: он может обрабатывать миллионы фотографий, анализировать часы музыки или хранить библиотеки текстов без усталости и ошибок, если данные заданы точно.
Спасибо за внимание!
Следующий урок: Как работает компьютер? Часть 14. Единицы измерения информации.
P.S.
Если вы теперь смотрите на свой телефон или ноутбук не как на бездушную железку, а как на клубок молний, который научили думать, — вам понравится мой курс «Как работает компьютер. Просто о сложном» https://stepik.org/a/249383. Специально для Дзен действует промокод со скидкой 20%: DZEN20.
👍 Ставьте лайки если хотите разбор других интересных тем.
👉 Подписывайся на IT Extra на Дзен чтобы не пропустить следующие статьи
________________________________________________________________________👇
Понравилась статья? В нашем Telegram-канале ITextra мы каждый день делимся такими же понятными объяснениями, а также свежими новостями и полезными инструментами. Подписывайтесь, чтобы прокачивать свои IT-знания всего за 2 минуты в день!