Реферат Информационная служба и затраты энергии
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
«Информационная служба и затраты энергии»
Информационная служба и затраты энергии. – Н-ск, 20**. – 19 с.
Работа состоит из 2-ух частей, рассматривающих, соответственно естественно-теоретический и социально-прикладной аспекты информатизации общества.
В первой части дается общее представление о вопросах, решаемых техническими науками в области информатизации и приводится обзор основных информационных технологий новейшего времени. Во второй части приводятся суждения различных социологических и философских школ относительно влияния информационной глобализации на общественное устройство.
В заключении обобщены положения естественных и гуманитарных наук.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………4
1. Новые технологии передачи и хранения информации………………………..5
1. 1 Наноэлектроника……………………………………………………...…….6
1.2. Оптические линии связи…………………………………………...……….7
1.3. Системы безопасности при работе с информацией……………....……….8
2. Экономика и энергетика информатизации……………………….…………….9
2.1. Социально-стратификационные
изменения эпохи информатизации………………..………………………..10
2.2. Информация, энтропия и устойчивость среды………….………………...11
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………….……………….………………………13
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ....………….……………………………………………14
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Связь информации и сохранения энергии сложно охарактеризовать однозначно. Идеологи информатизации утверждают, что оптимизация всех жизненных процессов, снижение транзакционных издержек при пользовании высокотехнологичными информационными ресурсами – и есть долгожданный путь к рационализации использования земной энергетики.
Однако информационно-технократическое общество несет для человечества и безусловную опасность. Раздвижение границ жилых пространств человеческих общин, глобальная интеграция, неуправляемость информационными потоками, информационный бум и невозможность структурировать все беспорядочные потоки сведений даже за несколько человеческих жизней. Все это далеко не способствует разумному расходованию сил человека.
Для того, чтобы более ясно понять все противоречивые тенденции эпохи информатизации, необходимо окинуть взглядом основные современные технологии связи, а также теории социальных последствий расширения массовых коммуникаций.
1. Новые технологии передачи и хранения информации
Рассмотрим схему передачи электрического сигнала, лежащую в основе любых информационных технологий (сх. 1). Обычно на специальный датчик поступает информация любого характера: звук, световое поле, давление, температура, даже химический состав среды. Далее информация эта преобразуется датчиком в электрический сигнал, подается в специальную электронную систему, кодирующую сигнал, и далее – по каналам теле- и радиоканалам конечному потребителю.
Так, например, происходит при оцифровке музыки, когда звуковые электромагнитные волны преобразуются датчиком в электросигналы. В радиосвязи этого достаточно, чтобы приемник воспроизвел музыку, в компьютерной же технике информация подвергается вторичному кодированию. Электросигналы переводятся в «единицы» и «нули», где «1» соответствует наличию сигнала, а «0» - его отсутствию. Чтобы обрабатывать электросигналы, остается спаять интеграционные микросхемы, где проводящие элементы управляют движением электротока.
Ясно, что для «перебойной» работы тока (когда возможно бесконечное число комбинаций положений «есть сигнал» - «нет сигнала») необходим переключатель тока, который работал бы в заданном режиме. Существующие ключи недостаточно оперативны, что в масштабах процессора значительно ограничивает возможности персонального компьютера и тормозит прогресс информационных технологий.
Поэтому ученые постоянно ищут новые методы создания такого переключателя. В 1904г. – Д.А.Флеминг создал вакуумный диод, в 1906 г. – Л. де Форест и Р.Либен - вакуумный триод, в 1947г. У.Баттейн, Дж.Бардин и У.Шокли изобрели полупроводниковый транзистор, а в 1958-1959 гг. были созданы первые интегральные микросхемы на кремнии. В наше время самое перспективное направление – нанотехнологии.
1.1 Наноэлектроника
Наноэлектроника базируется на достижениях физики твердого тела, квантовой электроники, физической химии и технологии полупроводниковой электроники. Наноразмерные структуры формируются в особых физико-химических условиях, имеют выдающиеся электронные и оптические свойства.
Чтобы иметь возможность управлять переносом электронов в наноразмерном элементе, необходимо понять природу поведения электрона в нем. Движение электрона описывается волновой функцией. Распространение волны в наноразмерных структурах обусловлено эффектами квантового ограничения, интерференции и туннелирования.
Эффект квантового ограничения заключается в том, что, распространяясь в ограниченном размерами нанопространстве, электронная волна усиливается только вширь, но никак не вглубь. При этом нам еще неизвестно исходное место нахождения электрона – так как это очень маленькая частица, мы можем определить лишь область ее положения. По квантовому же закону, чем неопределенней начальная точка распространения электрона, тем сложнее предсказать начальный импульс, а значит, больше разброс областей, в которых может оказаться электрон, влетевший в наноразмерную структуру.
Существует функция ψ, описывающая распределение частицы в пространстве. Надо отметить, что функция не может описать поведение всего числа электронов, заряд которых в результате распространения может быть «размазан», но определяет расположение одного электрона. Точность определения места положения частиц позволяет создавать искусственные частицы – кристаллы, молекулы, атомы с заданными свойствами.
На этом свойстве основано создание искусственных кристаллов. Кроме возможности задавать свойства взращенным кристаллам, такой способ еще в десятки раз увеличивает масштаб энергии электронов: ведь, когда последний находится в кристалле, его эффективная масса до десяти раз меньше. Молекулярно-лучевая эпитаксия (выделение молекул на поверхность будущего кристалла) (рис. 1) – альтернатива созданию ИМС на кремниевой основе.
Обычная квантовая структура представляет собой тонкую пленку или слой полупроводника (висмут, InSb). В соответствии с дискретными уровнями атомов, пленка делится на слои: разрешенные (проводимости) и запрещенные. При этом, если соединить две квантовых структуры так, чтобы на стыке дискретные уровни атомов зоны непроводимости были ниже, образуется квантовая яма (рис. 2). В ней, как в замкнутой структуре возможно движение электронов из зоны валентности в зону проводимости и «переключение» между замками – таким образом, электронный «газ» становится двумерным. Если же соединить квантовые отрезки наоборот, получится квантовый барьер (рис. 4).
В структурах, например, со проводящим слоем AlGaAs и запрещенным слоем GaAs волновое распространение электрона фиксируется и за границей ямы (рис. 4). При массе, стремящейся к нулю, электрон, вылетевший из ямы, имеет полную энергию меньше собственной потенциальной, что невозможно в классической физике.
Следует отметить, что продукты наноэлектроники гораздо удобнее обычных ИМС и по размерам – первая оперирует числами порядка 10-9м, тогда как вторые содержат элементы величиной в единицы и десятые доли микрон (10-6м).
1.2 Оптические линии связи
Другим перспективным направлением информационной техники являются оптические линии связи. Основной проводящий элемент здесь - световолокна. Раньше считалось, что оно лишь обеспечивает прохождение пучку света, никак не влияя на него. Однако ученым удалось доказать ,что при достаточной интенсивности светового сигнала он воздействует на оптическое волокно и изменяет его параметры. В свою очередь, измененная структура сама начинает влиять на характер проведения сигнала.
Так как сечение сечения оптоволокна очень узко (высока плотность среды распространения света), при распространении света таким образом, мы получаем многократное увеличение интенсивности, которого невозможно добиться в естественных условиях. При этом практически отсутствует расфокусировка что снижает риски искажения информации.
Для увеличения скорости и повышения точности передачи сигнала по оптоволокну ученые ищут способы преодоления некоторых физических эффектов в данной среде. Например, вынужденного рассеяния Мандельштама-Бриллюэна. Оно связано с понятием движущей волны распределения плотности вещества – фонона – которое роднит световые волны со звуковыми. Это, кстати, не первое их «скрещение» - известно, например, что фотоэффект используется для передачи звука, записанного на кинопленку.
1.3 Системы безопасности при работе с информацией
Сегодня все новые методы защиты информации описываются в трудах российских ученых: Л.И.Ерош, А.В.Фомина, А.В.Бржезовского,А.Б.Бубликова, М.Б.Сергеева, Д.А.Подкорытоваи других. Особая роль отводится информационной безопасности в системах контроля и управления объекты контроля в которых могут достигать сотен тысяч, а в перспективе и миллионов. Для кодирования информации в таких системах применяются как классические криптосистемы, так и булевые преобразования управляющих, контролирующих и ответных сигналов, мандатная модель безопасности Белла и ЛаПадула и прочие.
В том числе, булевые преобразования обеспечивают разграничение доступа в системах коллективного пользования, мандатная схема оптимизирует структуру баз данных, что предотвращает случайный доступ к запрещенной информации. Решаются и такие задачи, как предотвращение утечки информации при рассылке. Например, при передаче сообщения в текст вставляется фрагмент, который разными получателями читается по-разному. Либо каждый читает сообщение, адресованное только ему, остальные пользователи получают бессмысленный набор символов.
2. Экономика и энергетика информатизации
Понятие информационного общества в понимании американского революционера социологических исследований Дж.Гэллапа обозначало лишь один из аспектов технологической информатизации, которую пережила социально-экономическая система в ХХв. Первый крупный переход на информационном этапе развития– переход от сферы производства к сфере услуг. Второй переход – к преобладанию отраслей, связанных с продуцированием и передачей информации.
По данным экспертов на середину 2007 года, Россия совершит второй переход в ближайшие пять лет. Его особенности заключаются в том, что он затрагивает банковское дело; информационные технологии; образование; научно-конструкторские технологии. Интернет-порог такого перехода – 10% (процент населения, «живущего» в Интернет). Интернет – сфера активного использования, так как происходящее в нем можно использовать для реальной жизни.
Особенности информационного сообщества:
1. Уникальность товара, которая требуется в наши дни. Если раньше уникальость товаров определялась природными условиями (специализация территорий), то теперь – социальными технологиями (брендинг).
2. Резкое снижение транзакционных издержек. Чем активнее участие в жизни общества, тем ниже транзакционные издержки.
Каким образом возможно это участие? Традиционные СМИ уже не удовлетворяют таким потребностям, так как являются монологичными (навязывают свою точку зрения), их видимая интерактивность неорганична для них. Новое средство приобщения к массовым информационным процессам – средства массовой коммуникации (в том числе, Интернет).
2.1 Социально-стратификационные изменения эпохи информатизации
Требования информационного общества связаны с подготовкой принятия решений. Исследования показывают, что менеджеры тратят на нее до 40% времени. Это подготовка варианта решения, аргументация, составление документов, доведение их до сведений. Личная коммуникация при этом – слишком емка по времени. Средства же массовой коммуникации – это возможность не наращивать расходы на оповещение каждого, которая, соответственно, ведет к резкому расширению круга оповещаемых.
С другой стороны, появляется возможность оперативного и соразмерного способностям участия всех работников в принятии решения. Понимая потенциал такой организации для повышения эффективности принятия решений, ученые создали так называемые сети квалифицированных пользователей с цензом на доступ. Такие эффективные системы, например, в бизнесе, позволяют уже сегодня вывести новую технологию на рынки ведущих стран Европы за 1 месяц (норма – 9 месяцев).
Сеть квалифицированных пользователей как принцип информационных обществ пускает глубинные корни в социальное устройство человечества. Если раньше основополагающими успеха были собственность, происхождение, наследство, то теперь – личные качества и навыки. Не собственник, а работник получил преимущество в управлении капиталом. Ведя дела компании, он фактически является ее хозяином, а это означает справедливость и равнодоступность карьеры.
Если рассматривать область государственного управления, здесь также возможно построение специализированных сетей, то есть использование средств Интернет и системных ИТ для координации действий власти с мнениями и желаниями населения, оптимизации принятия предложений. Это выдвинет на первый план компетентность, то есть, опять же, интеллектуальную ценность, обеспечивающую равенство в принятии решений.
Уровень информатизации определяется следующими показателями: развитие мобильной техники, голосовой, техники передачи данных, платежных систем, проникновение Интернет, сфера электронных услуг, подверженность гражданина утере анонимности. Возможности развития и внедрения ИТ связаны с: инфраструктурными проектами (расширение сетей, производство основной компьютерной аппаратуры); прикладным программным обеспечением (в том числе, в образовании, в специальных сферах, таких как здравоохранение, банковская деятельность, дорожное строительство, структуры управления).
2.2. Информация, энтропия и устойчивость среды
Любая коммуникативная система обладает множеством подсистем, которые связаны процессами переноса трех основных субстанций: информации, энергии и вещества. Кроме того, системе необходима среда существования. Чем сложнее системная организация, тем больший вес в ней имеет перенос именно информации, так как он организует перемещение всего остального. В столь сложной системе, как человеческое общество этот процесс называется социальной коммуникацией.
Основные функции информации – организационная и отражательная. Информация как организатор упорядочивает все те элементы системы, которые обмениваются ею. Информация как отражатель позволяет перенести структуру одной системы в другую. С эволюцией человека, повышением доли рефлексии, восприимчивости, накоплением коллективной памяти информация стала выполнять в основном отражательную функцию, а со временем – и формировать коммуникативное пространство, оттесняя на задний план материальную часть мира.
Некоторые ученые говорят об эколого-информационном обществе, подразумевая под ним социум с новыми формами информационной организации, по-новому воспринимающий природу, с обостренным чувством взаимозависимости социального и экологического. Понимание этих связей необходимо для решения проблемы устойчивого развития общества.
На современном этапе, когда информационные потоки, экономические, социальные и правовые тенденции, экологические отношения движутся то упорядоченно, то беспорядочно, перегруппируются и изменяются, можно говорить о мироздании как хаосе. Но хаос является источником возможных направлений упорядоченных действий – множество предполагаемых результатов синергетика называет аттракторами. В координатной плоскости графики функций современных процессов движутся по различным траекториям, но после нескольких узлов неминуемо приближаются к тому ил и иному аттрактору. Таким образом, каждая поворотная точка понижает энтропию общественной системы.
Чтобы определить траекторию, необходимо знать импульс частей системы, однако исходные данные могут со временем системой «забываться». Уравнение движения (изменения состояний) задается исходя из соображений гармонии или рациональности. В конечном счете, все возможные решения считаются равнозначными.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Информационное общество диктует человеку нового времени свои правила. Оно ведет к отмиранию старых форм власти, культуры, общественного устройства и перераспределяет мировые процессы в соответствии с принципом доступа и доступности, управления информацией как основы управления миром.
Для удовлетворения неизбежно растущих потребностей самого «прожорливого» на идеи и технологии времени ученые постоянно изыскивают способы ускорить информационные процессы, совершенствуют электронную технику, уходят в область абстрактного мышления, пытаясь заменить обычное реле сложным физико-химическим процессом, порождают наноэлектронику, оптические системы передачи данных, системы комплексной безопасности и другие.
Однако главное, что беспокоит исследователей общества на современном этапе – это его устойчивость, подверженность хаотичным процессам, положительные и отрицательные стороны хаоса. Для ориентации и стабилизации общества в условиях беспрерывных и трудно контролируемых информационных потоках системный анализ и социальное моделирование просто необходимы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. // Соросовский образовательный журнал. - № 12. – 1997
2. // Соросовский образовательный журнла. - № 5. – 1997
3. // Соросовский образовательный журнла. - № 5. – 1997
4. Куйбарь, В.И. К вопросу о методологии использования синергетического подхода к проблеме устойчивости эколого-информационного общества // Информационное общество – вызов XXI в.: сборник научных трудов / под ред. В.И.Замышляева; Красноярск, 2006. – С. 22 - 28.
5. Бекетов, Н.В. Информационно-коммуникативное пространство: свойство и характеристика развивающихся сложноорганизованных систем // Информационное общество – вызов XXI в.: сборник научных трудов / под ред. В.И.Замышляева; Красноярск, 2006. – С. 16 - 20.
6. Замышляев, В.И. Философия информационного общества // Информационное общество – вызов XXI в.: сборник научных трудов / под ред. В.И.Замышляева; Красноярск, 2006. – С. 6 - 15.
7. Бутенко, Е.В. О перспективах формирования единого информационного пространства в России // Информационное общество – вызов XXI в.: сборник научных трудов / под ред. В.И.Замышляева; Красноярск, 2006. – С. 29 - 31.
Приложение 1
Схема 1
Порядок передачи электрического сигнала
Приложение 2
Рис. 1-а
Молекулярно-лучевая эпитаксия
Рис. 1-б
Монокристаллические слои
Продолжение Приложение 2
Рис. 2
Квантовая яма
Продолжение Приложение 2
Рис.3
Квантовый заслон
Продолжение Приложение 2
Рис. 4
Распространение волновой функции на границе квантовой ямы
