Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации.

Сбор информации – это процесс получения информации из внешнего мира и приведение ее к стандарту для данной информационной системы. Обмен информацией между воспринимающей ее системой и окружающей средой осуществляется посредством сигналов. Сигнал – средство передачи информации в пространстве и времени. В качестве носителя сигнала могут выступать звук, свет, электрический ток, магнитное поле и т.д. Сбор информации, как правило, сопровождается ее регистрацией, т.е. фиксацией информации на материальном носителе (документе или  машинном носителе).

Передача информации осуществляется различными способами: с помощью курьера, пересылка по почте, доставка транспортными средствами, дистанционная передача по каналам связи. Для осуществления последней необходимы специальные технические средства. Дистанционно может передаваться как первичная информация с мест ее возникновения, так и результатная информация в обратном направлении. Поступление информации по каналам связи осуществляется двумя способами: на машинном носителе и непосредственно в компьютер при помощи специальных программных и аппаратных средств.

Преобразование (обработка) информации – внесение изменений в набор данных, вычисления, информационный поиск, сортировка, построение графиков и т.п.

В современных развитых информационных системах машинная обработка информации предполагает последовательно-параллельное во времени решение вычислительных задач. Это возможно при наличии определенной организации вычислительного процесса. Вычислительная задача по мере необходимости обращается с запросами в вычислительную систему. Организация процесса предполагает определение последовательности решения задач и реализацию вычислений. Последовательность решения задается, исходя из информационной взаимосвязи, когда результаты решения одной задачи используются как исходные данные для решения другой.

Технология электронной обработки информации – человеко-машинный процесс исполнения взаимосвязанных операций, протекающих в установленной последовательности с целью преобразования исходной информации (первичной) в результатную. Операция представляет собой комплекс совершаемых технологических действий, в результате которых информация преобразуется. Технологические операции разнообразны по сложности, назначению, технике реализации, выполняются на различном оборудовании разными исполнителями.

Хранение и накопление информации вызвано многократным ее использованием, применением постоянной информации, необходимостью комплектации первичных данных до их обработки. Хранение осуществляется на машинных носителях в виде информационных массивов, где данные располагаются по установленному в процессе проектирования группировочному признаку.

Измерение информации

1. Измерение информации в быту (информация как новизна).

Разные люди, получив одно и тоже сообщение, по-разному оценивают количество информации, содержащееся в нем. Оно зависит от того, насколько ново это сообщение для получателя. При этом подходе трудно выделить критерии, по которым можно было вывести единицу измерения информации.

2. Измерение информации в технике (информация – любая хранящаяся, обрабатываемая или передаваемая последовательность знаков).

А) В технике часто используют способ определение количества информации называемый объемным. Он основан на подсчете числа символов в сообщении, т.е. связан с его длиной и не зависит от содержания.

Б) В вычислительной технике (ВТ) применяют две стандартные единицы измерения: бит (binary digit) и байт (bate). 1 байт = 8 бит

Бит – минимальная единица измерения информации, которая представляет собой двоичный знак двоичного алфавита {0;1}.

Байт – единица количества информации в СИ, представляющая собой восьмиразрядный двоичный код, с помощью которого можно представить один символ.

Информационный объем сообщения (информационная емкость сообщения) - количество информации в сообщении, измеренное в стандартных единицах или производных от них (Кбайтах, Мбайтах и т.д.).

1 бит = 8 байт

1 Кбайт = 2¹⁰ байт = 1024 байт

1 Мбайт = 2¹⁰ Кбайт = 2²⁰ байт

1 Гбайт = 2¹⁰ Мбайт = 2²⁰ Кбайт = 2³⁰ байт

В теории информации количеством информации называют числовую характеристику сигнала, не зависящую от его формы и содержания, и характеризующую неопределенность, которая исчезнет после получения сообщения в виде данного сигнала. В этом случае количество информации зависит от вероятности получения сообщения о том или ином событии.

Для абсолютно достоверного события (событие обязательно произойдет, поэтому его вероятность равна 1) количество информации в сообщении  о нем равно 0. Чем неожиданнее событие, тем больше информации он несет.

Лишь  при равновероятных событиях: ответ «да» или «нет»,  несет 1 бит.

Научный подход к оценке сообщений был предложен в 1928 году Р. Хартли.

Более общий подход к вычислению количества информации в сообщении об одном из N, но уже неравновероятных событий, был предложен Клодом Шенноном в 1948 году.

Рассмотрим его суть на следующем примере. Пусть имеется строка текста, содержащая 1000 букв. Буква «о» в тексте встречается 90 раз, буква «р» - 40 раз, «ф» - 2 раза, «а» - 200 раз, и т.д.  Для буквы «а»: 200 разделить на 1000, получим величину = 0,2, которая представляет собой среднюю частоту, с которой в рассматриваемом тексте встречается буква «а». Тогда вероятность появления буквы «а» в тексте p_a можем считать приблизительно равной 0,2,р_р = 0,04, р_ф = 0,002, р_о = 0,09.

Далее, для буквы «а», берем двоичный логарифм от величины 0,2 и то, что получилось называем количеством информации, которую переносит буква «а» в рассматриваемом тексте.

Для обмена информации с другими людьми человек использует естественные языки (русский, английский, китайский и др.), т.е. информация представляется с помощью естественных языков. В основе языка лежит алфавит, т.е. набор символов (знаков), которые человек различает по их начертанию. Например, в основе русского языка лежит кириллица, содержащая 33 знака, английский язык использует латиницу (26 знаков), китайский язык использует иероглифы (десятки тысяч знаков).

Последовательности символов алфавита в соответствии с правилами грамматики образуют основные объекты языка – слова. Правила, согласно которым образуются предложения из слов данного языка, называют синтаксисом.

Наряду с естественными языками были разработаны и формальные языки (системы счисления, язык алгебры, символы, языки программирования и др.). При этом алфавит могут составлять цифры, символы, формулы, ноты, изображения элементов электрических или логических схем, дорожные знаки, точки и тире и т.п. Основное отличие формальных языков от естественных состоит в наличии строгих правил грамматики и синтаксиса.

Представление  информации может осуществляться с помощью языков, которые являются знаковыми системами. Каждая знаковая система строится на основе определенного алфавита и правил выполнения операций над 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 используют различные звуки (фонемы), а при обработке текста на компьютере знаки представляются в виде последовательностей электрических импульсов (компьютерных кодов).