49. Понятие информации и ее измерение

Терм. «инф-ция» происх. от лат. слова «informatio», что означ. свед-я, разъяснения. В наст. время наука пытается найти общ. св-ва и закономерности, присущие многогран. понятию инф-ция, но пока это понятие получ. Разл. смысловые наполнения в разл. отраслях человеч. деят-ти: в обиходе инф-цией наз. любые данные или свед-я, к-е кого-либо интересуют. Прежде, чем измерять знач-е какой-либо физ.величины, надо ввести единицу измерения. У инф-ции тоже есть такая единица – бит, но смысл ее различен при измерении инф-ции в рамках разных подходов к опр-ю понятия "инф-ция".

50. Количественная и кач.мера: Синтаксич. мера инф-ции оперирует с обезличенной инф-цией, не выражающей смыслового отн-я к объекту. В качестве миним. единицей измерения данных информации К.Шеннон предложил принять один бит– кол-во информации, необх.е для различения 2-х равновероятных сообщений. Семантич. мера инф-ции исп-ся для измерения смыслового содерж-я инф-ции. Наиб. распр-е здесь получила тезаурусная мера, связывающая семантич.св-ва инф-ции со способностью польз-ля принимать поступившее сообщение.Прагматич.подход к инф-ции базируется на анализе ее ценности, с точки зр.потреб-ля.

51. Сообщения и сигналы, кодирование и квантование сигналов: Операция квантования сост. в считывании значений координаты сигнала в выбранные моменты измерения с заданным уровнем точности, а операция кодирования - в преобраз-нии получ. измерений сигнала в соответствующ. значения нек-го цифрового кода или кодовой комбинации, к-е затем передаются по каналам связи.

52. Математич. основы инф-ки Инф-ка имеет дело с информац. объектами самой разной природы: командами, числами, текстами, изображениями, звуками, видеорядами и многими другими. Инф-ке нужны универс. методы для представления, хр-я, транспортировки и модификации информац. объектов. Эти методы она заимствует у мат-ки. Основой для такого заимствования является тот факт, что инф-ка вводит числовой принцип записи любых информационных объектов.Далее для операций с получ. числами исп-тся правила и законы, определённые арифметикой и математич. логикой. Прежде всего, инф-ка опирается на арифм-ку в вопросах формы записи чисел. Для этого исп-тся арифметич. сс: десятичная, двоичная и шестнадцатеричная.Кроме арифметич. сс и принципов математич. логики инф-ка заимствует у мат-ки множество разнообразных математич. методов. Они исп-тся в вычислит. и технологич.целях при решении практич. задач.

53. Системы счисления наз. сов-сть символов (цифр) и правил их исп-я для представления чисел.Двоичная СС - это система, в к-й для записи чисел исп-я 2 цифры 0 и 1. Основанием двоичной сс является число 2. В 8 сс исп-ся восемь знаков-цифр (от 0 до 7). Каждой цифре соответствуют набор из трех цифр в двоичной СС 000–0; 001–1;010–2;011–3;100–4;101–5;110–6;111 –7. 10 сс исп-тся для кодирования дискретного сигнала, потребителем к-го явл-ся так наз. конечный пользователь – неспециалист в области инф-орматики. Использ. знаки для представления числа – цифры от 0 до 9. 16 сс  исп-ся для кодирования дискретного сигнала, потребителем к-го является хорошо подготовленный польз-ль – специалист в области инф-ки. Использ. знаки– десятичные цифры от 0 до 9 и буквы лат.алфавита – A, B, C, D, E, F.

54. Представление инф-ции в компьютере: Числовая инф-я внутри ЭВМ кодируется в двоичной или в двоично-десятичной системах счисления. Для удобства работы введены след. термины для обозначения совокупностей двоичных разрядов. Эти термины обычно используются в качестве единиц измерения объемов инф-ции:1(Количество двоичных разрядов в группе)- Бит( Наименование единицы измерения);8-байт; 16-параграф; 8 · 1024- Кбайт; 8 · 1024^{2 –} Мбайт; 8 · 1024^3- Гбайт; 8 · 1024^4- Тбайт ; 8 · 1024^5- Пбайт.

55. Непрерывная и дискретная информация.В случае, когда параметр сигнала принимает послед. во времени ко­нечное число значений, сигнал наз. дискр., а сообщение, передав. с помощью таких сигналов, - дискр. с-м. Инф-ция, передаваемая источником, в этом случае также наз-ся дискр.Если же источник вырабатывает непр. сообщ-е, соответств. инф-ция наз. непрерывной. Пример дс- процесс чтения книги, информация в которой представлена текстом, т.е. дискр.послед-стью отд.значков . Примером нс служит человеч. речь, передаваемая модулированной звуковой волной;

56. Методы перевода чисел из одной СС в другую.Для перевода двоич. числа в десятич. необходимо его записать в виде многочлена, сост. из произведений цифр числа и соответствующей степени числа 2, и вычислить по правилам десятичной арифметики: Для перевода восьмерич. числа в десятич. необходимо его записать в виде многочлена, сост. из произведений цифр числа и соответствующей степени числа 8, и вычислить по правилам десятичной арифметики: Для перевода шестнадцатеричного числа в десятичное необх. его записать в виде многочлена, сост. из произв-й цифр числа и соответствующ. степени числа 16, и вычисл.по правилам десятичной арифм-ки: Для перевода десятичного числа в двоичную систему его необх. Послед-но делить на 2 до тех пор, пока не останется остаток, меньший или равный 1. Число в двоичн. системе записывается как последовательность последнего результата деления и остатков от деления в обратном порядке. Для перевода восьмеричного числа в двоичное необходимо каждую цифру заменить эквивалентной ей двоичной триадой.

57. Понятие дискретизации, выполнение арифметических операций с числами с фиксированной и плавающей запятой. Дискр-ция - процесс преобр-ния непрер. сообщения в дискретное, также преобразование непрер.информац.множ-ва аналоговых сигналов в дискр. множество.Арифм.о с плав.зап.:В основе арифметич. операций над числами с плав. зап. лежат принципы, на к-х баз-ся операции над числами с фиксированной запятой. При этом есть и некоторые особенности.При вычислениях на ЭВМ действительные числа обычно представляются в форме чисел с пл. запятой: с мантиссой g и порядком p, т. е. как g2p. Умножение чисел: 2p1g12p2g2 = g1 g22p1+p2,где g1, g2 – мантиссы сомножителей; p1, p2 – порядки сомножителей. Очевидно, что для выполнения операции умножения необходимо просто умножить мантиссы и сложить порядки. Деление производится в соответствии с формулой 2p1g1 / (2p2g2) = g1/g2 2p1 – p2. При сложении и вычитании порядки и мантиссы взаимосвязаны. Сложение (вычитание) в предположении, что 2p1g1 > 2p2g2 выполняется по формуле: 2p1g1 ± 2p2g2 = (g1 ± g2/2p1 – p2) 2p1.

58. Погрешности представления числовой информации. Представление числовой инф-ции в компьютере, как правило, влечет за собой появление погрешностей, величина к-х завис. от формы представления чисел и от длины разрядной сетки. Абс.погрешность представления - разность между истинным значением входной величины А и ее значением, полученным из машинного изображения AM, т.е.:[ A ] = A - AM. Относ. погрешность представления – величин Входные величины, независимо от количества значащих цифр, могут содерж. грубые ошибки, возникающие из-за опечаток, некорректной постановки задачи или отсутствия более полной информации.

Макс.абс погрешность для чисел с ФТ не превышает единицы мл.разряда.Мин.абс. погрешность равна нулю. Ср. погрешность не превышает половины единицы младш.разряда.

59. Представление символьной инф-ции и десятичных чисел. Для предст-я нат. числа в памяти комп-ра, оно обычно переводится в двоичную СС. Для представления отриц. чисел часто исп-тся доп. код числа. Элементарная ячейка памяти ЭВМ имеет длину 8 бит (байт). Каждый байт имеет свой номер (его называют адресом). Наиб. послед-сть бит, к-ю ЭВМ может обрабатывать как единое целое, называют машинным словом. Длина маш.сл. зависит от разрядности процессора и может быть равной 16, 32, 64 битам и т.д.В оп. память символы попадают в двоичном коде. Это значит, что каждый символ предст-тся 8-разрядным двоичным кодом.Кодирование заключается в том, что каждому символу ставится в соответствие уникальный десятичный код от 0 до 255 или соответствующий ему двоичный код от 00000000 до 11111111. Таким образом, человек различает символы по их начертанию, а комп. - по их коду.

60. Языки как способ описания объектов и процессов. формальный язык — это множество конечных слов (строк, цепочек) над конечным алфавитом. Понятие языка чаще всего используется в теории автоматов, теории вычислимости и теории алгоритмов. Научная теория, которая имеет дело с этим объектом, называется теорией формальных языков.

В теории моделей язык соответствует не языку в информатике, а скорее алфавиту.

Есте́ственный язы́к — в лингвистике и философии языка язык, используемый для общения людей и не созданный искусственно (в отличие от искусственных языков).Язык исп-тся в качестве след. Функций:для нейтрального сообщения о факте, для запроса о факте;

экспрессивная,контактоустанавливающая;метаязыковая;эстетическая;функция индикатора принадлежности к определённой группе людей.

61. Представление звуковых и графических данных.

Есть 2 осн. способа предст-я изобр-й: 1 — графич. объекты создаются как совокупности линий, векторов, точек — наз-ся векторной графикой; 2— графич. объекты форм-ся в виде множества точек (пикселей) разных цветов и разных яркостей, распределенных по строкам и столбцам, — называется растровой графикой. Модель RGB. Чтобы оцифровать цвет, его необходимо измерить. Нем. уч. Грасман сформ. 3 закона смешения цветов:1) закон трехмерности 2) закон непрерывности 3) закон аддитивности .осн. три цвета приняты красный (Red), зеленый (Green), синий (Blue). В модели RGB любой цвет получ-ся в рез-те сложения осн. цветов. Модель CMYK. В полиграфич. системах напечатанный на бумаге графич. объект сам не излучает световых волн. Изобр-е форм-ся на основе отраженной волны от окрашенных поверхностей. Звук – это упругая продольная среда в воздушной среде. Чтобы ее представить в виде читаемом компьютером, необходимо:Звук. сигнал преобраз. в электрич. аналог звука с помощью микрофона. Электр. аналог получается в непрерывной форме и не пригоден для обработки на цифровом компьютере. Чтобы перевести сигнал в цифровой код необходимо пропустить его через аналого-цифровой преобразователь. При воспроизведении происходит обратное преобр-е. Во время оцифровки сигнал дискретизируется по времени и по уровню.