Форма существования информации в памяти эвм

Чтобы с информацией можно было работать, обрабатывать и преобразовывать, необходимо ее представить в виде какой-либо структуры. Достаточно часто информацию представляют в виде одномерной последовательности символов. Под многомерным представлением информации понимают расположение ее элементов на двумерной плоскости или в трехмерном пространстве в виде рисунков, схем, объемных макетов. При этом появляется множество характеристик информации (цвет, размер, положение, состав, структура).

Создание того или иного представления информации называется ее кодированием. Кодирование можно представить как перевод информации из ее естественной формы существования в форму удобную для хранения, передачи и обработки. Возврат информации в исходную форму называется декодированием.

Обычно при кодировании информации:

• она становится удобной для физического воспроизведения.

• Ее можно с высокой скоростью передавать и обрабатывать.

• Уменьшается избыточность сообщений.

• Появляются надежность, как защита от случайных искажений, и сохранность, как удобство для хранения и защита от преднамеренных повреждений.

Однако все эти преимущества относительны и часто являются взаимоисключающими. Например, уменьшение избыточности может снижать надежность.

Поскольку в настоящее время для работы с информацией используются компьютеры, то естественно, что теория информации очень тесно связана с информатикой.

В ЭВМ для хранения информации существуют различные запоминающие устройства. Информация хранится в форме двоичного цифрового кода. Это связано с тем, что технически реализовать такую память проще. Электронные элементы, из которых состоит память, могут находиться только в одном из двух устойчивых состояний. Эти состояния сравнивают с 0 и 1.

Понятно, что в одном элементе памяти можно хранить минимальное количество информации. Это минимальное количество информации называют битом. Слово "бит" является сокращением от двух английских слов: BInary (двойной) + digiT (цифра) = BIT.

Последовательное объединение битов формирует более крупную единицу информации – ячейку. Ячейка, состоящая из восьми битов, называется байтом.

Аппаратная часть компьютеров оперирует машинными словами, которые представляют собой определенное количество последовательных бит, воспринимаемых как единое целое. Длина машинного слова зависит от конкретного ЭВМ.

Устройство памяти компьютера накладывает ограничение, как на ее емкость, так и на точность представления числовой информации (т.к. очевидно, что физически компьютерная память состоит из ограниченного количества бит).

Количество информации в компьютерной технике

Теория информации – это один из разделов математики. Поэтому одной из проблем связанных с информацией является измерение ее количества. Однако, само понятие информации можно определить по-разному. Следовательно, можно и по-разному измерить ее количество. Для определения количества информации наиболее распространены формулы Хартли и Шеннона.

В мире компьютеров количество информации определяется с помощью битов, байтов, килобайтов, мегабайтов, гигабайтов и т.д.

Бит – это наименьшая единица измерения информации в компьютерной технике. Можно сказать, это ячейка, которая может находиться в двух состояниях: либо 0, либо 1.

В одном бите можно зафиксировать лишь два состояния. В двух битах уже четыре состояния. В трех – 8. В четырех битах – 16.

Легко заметить, что количество состояний (N) системы определяется формулой N = 2^a, где a – это количество бит. Так 2⁸ = 256. Т.е используя 8 бит, мы можем зафиксировать 256 различных состояний (таблица состояний по понятным причинам не приводится).

В компьютерной технике 8 бит называются байтом. Почему именно восемь бит в байте? Ну, отчасти из-за того, что 256 состояний достаточно, чтобы закодировать алфавит того или иного языка мира. Т.е. на каждую букву отводится 1 байт, который может быть в соответствующем букве состоянии.

1 килобайт = 1024 байта (или 2¹⁰),1 мегабайт = 1024 килобайта и т.д.

Изображения, использованные в статье

Количество информации в одном, двух и трех битах

Содержание информационных технологий

Когда не было информационных технологий, информация перерабатывалась немашинными способами. С появлением компьютеров появились информационные системы, реализующие специальные технологии сбора, переработки, передачи и применения информации.

Понятие технологии включает комплекс научных и инженерных знаний, воплощенных в приемах труда, наборах материальных, технических, энергетических, трудовых факторов производства, способов их соединения для создания продукта или услуги. В таком понимании термин «технология» с компьютеризацией и машинизацией всех сфер.

Информационные технологии содержат:

• определенные наборы материальных средств (носители информации, средства оценки ее состояния, обработки, передачи и т.д.);

• способы взаимодействия материальных средств;

• совокупность определенных методов организации работы специалистов.

Информационные технологии решения большого числа разных задач включают процедуры, которые могут быть сгруппированы по функционально-временным стадиям:

• сбор и регистрация информации;

• передача ее к месту обработки;

• машинное кодирование данных;

• хранение;

• поиск;

• вычислительная обработка;

• тиражирование информации;

• использование информации, т.е. принятие решений.

Как правило, информация подвергается всем процедурам преобразования, но в ряде случаев некоторые процедуры могут отсутствовать. Последовательность выполнения процедур также бывает различной, а некоторые из них могут повторяться.

Процедура сбора и регистрации информации осуществляется по-разному на различных объектах. Сначала информацию собирают, затем ее фиксируют.

Запись в первичные документы в основном осуществляется вручную, поэтому процедура сбора и регистрации остается пока наиболее трудоемкой. В условиях автоматизации управления особое внимание придается использованию технических средств сбора и регистрации информации, ее накопления и передачи по каналам связи в ЭВМ с целью формирования первичного документа.

Передача информации может осуществляться дистанционно посредством каналов связи, что сокращает время передачи данных. Для дистанционной передачи информации по каналам связи необходимы специальные технические средства. Некоторые технические средства сбора и регистрации автоматически собирают информацию с датчиков, установленных на рабочих местах, и передают ее в ЭВМ.

Машинное кодирование информации – это процедура представления информации на машинных носителях в кодах, принятых в ЭВМ. В процессе записи информации на носители возникает наибольшее количество ошибок, что объясняется трудоемкостью данной операции.

Обработка информации на компьютере производится, как правило, централизовано.

При обработке информации на ЭВМ выполняются арифметические и логические операции. Арифметические операции обработки данных в ЭВМ включают все виды математических действий, обусловленных программой. Логические операции обеспечивают соответствующее упорядочение данных в массивах (первичных, промежуточных, постоянных, переменных), подлежащих дальнейшей арифметической обработке. Значительное место в логических операциях занимают различные виды сортировки: упорядочение, распределение, подбор, выборка, объединение.

Хранение и накопление информации вызвано необходимостью ее многократного использования и комплектации первичных данных до их обработки. Хранение осуществляется на машинных носителях в виде информационных массивов.

Поиск данных – это выборка нужных данных из хранимой информации, включая поиск информации, подлежащей корректировке или замене.

Печать сводок может сопровождаться процедурой тиражирования.

Принятие решения, как правило, осуществляется специалистом без применения технических средств, но на основе тщательного анализа информации, полученной с помощью компьютера. Процедура принятия решения осложняется тем, что специалисту приходится искать из множества допустимых решений наиболее приемлемое, сводящее к минимуму потери ресурсов (временных, трудовых, материальных и т.д.). Благодаря применению ЭВМ повышается степень аналитичности обрабатываемых сведений, а также обеспечивается постепенный переход к автоматизации выработки оптимальных решений в процессе диалога пользователя с вычислительной системой. Математическая теория принятия решений строится на основе теории игр исследования операций.