1.2 Основные сведения об информации
1 Понятие, виды и свойства информации
2 Формы представления информации Меры и единицы количества и объема информации
3 Информатизация общества,информационное общество,информационные ресурсы,информационные технологии. 4 Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации
5 Кодирование информации
Термин "информация" происходит от латинского слова "informatio", что означает сведения, разъяснения, изложение.
Приведем несколько определений:
Информация — это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии.
Информация — это сведения, которые уменьшают неопределенность,имеющуюся до их получения (Клод Шеннон)
Федеральный закон об информации, информационных технологиях и о защите информации(2006 г.):
Информация - сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления
Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т.п.), несущую смысловую нагрузку и представленную в понятном компьютеру виде. Каждый новый символ в такой последовательности символов увеличивает информационный объём сообщения.
Что можно делать с информацией?
создавать;передавать;воспринимать;
иcпользовать;запоминать;принимать;копировать;
формализовать;
распространять;
преобразовывать;
комбинировать;
обрабатывать;
делить на части;
упрощать;
собирать;
хранить;
искать;
измерять;
разрушать;
и др.
Какими свойствами обладает информация?
С точки зрения информатики наиболее важными представляются следующие свойства:
объективность
достоверность;
полнота;
адекватность
доступность;
актуальность
Другие свойства:
ценность;
своевременность;
понятность;
краткость и т.д.
Как измеряется количество информации?
Американский инженер Р. Хартли в 1928 г. процесс получения информации рассматривал как выбор одного сообщения из конечного наперёд заданного множества из N равновероятных сообщений, а количество информации I, содержащееся в выбранном сообщении, определял как двоичный логарифм N.
Формула Хартли: I = log2N
Приведем пример равновероятных сообщений: при бросании монеты: "выпала решка", "выпал орел"
Учёный Клод Шеннон предложил в 1948 г. другую формулу определения количества информации, учитывающую возможную неодинаковую вероятность сообщений в наборе.
Формула Шеннона: I = — ( p1log2 p1 + p2 log2 p2 + . . . + pN log2 pN),
где pi — вероятность того, что именно
i-е сообщение выделено в наборе из N сообщений
Единица информации
В качестве единицы информации Клод Шеннон предложил принять один бит (англ. bit — binary digit — двоичная цифра).
Бит в теории информации — количество информации, необходимое для различения двух равновероятных сообщений (типа "орел"—"решка", "чет"—"нечет" и т.п.). В вычислительной технике битом называют наименьшую "порцию" памяти компьютера, необходимую для хранения одного из двух знаков "0" и "1", используемых для внутримашинного представления данных и команд.
Бит — слишком мелкая единица измерения. На практике чаще применяется более крупная единица — байт, равная восьми битам.
Широко используются также ещё более крупные производные единицы информации:
1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт
1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт
1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт
1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт
1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт
С понятием информации связаны такие понятия, как сигнал, сообщение и данные.
Сигнал (от латинского signum — знак) представляет собой любой процесс, несущий информацию.
Сообщение — это информация, представленная в определенной форме и предназначенная для передачи.
Данные — это информация, представленная в формализованном виде и предназначенная для обработки ее техническими средствами, например, ЭВМ.
Экономическая информация — совокупность сведений, отражающих социально-экономические процессы и служащих для управления этими процессами и коллективами людей в производственной и непроизводственной сфере.
Реквизит — логически неделимый информационный элемент, описывающий определенное свойство объекта, процесса, явления и т.п.
Схема классификации информации:
По функциям управления обычно классифицируют экономическую информацию.
Плановая информация — информация о параметрах объекта управления на будущий период. На эту информацию идет ориентация всей деятельности фирмы.
Нормативно-справочная информация содержит различные нормативные и справочные данные.
Учетная информация — это информация, которая характеризует деятельность фирмы за определенный прошлый период времени. На практике в качестве учетной информации может выступать информация бухгалтерского учета, статистическая информация и информация оперативного учета.
Оперативная (текущая) информация — это информация, характеризующая производственные процессы в текущий (данный) период времени.
Формы и способы представления информации
Различают две формы представления информации — непрерывную (аналоговую) и прерывистую (цифровую, дискретную).
Непрерывная форма характеризует процесс, который не имеет перерывов и теоретически может изменяться в любой момент времени и на любую величину (например, речь человека, музыкальное произведение).
Цифровой сигнал может изменяться лишь в определенные моменты времени и принимать лишь заранее обусловленные значения (например, только значения напряжений 0 и 3,5 В).
Для преобразования аналогового сигнала в цифровой требуется провести дискретизацию непрерывного сигнала во времени, квантование по уровню, а затем кодирование отобранных значений.
Дискретизация - замена непрерывного (аналогового) сигнала последовательностью отдельных во времени отсчетов этого сигнала.
Процесс преобразования аналогового сигнала в цифровой:
Качество аналогово-цифрового преобразования характеризует параметр, называемый разрешением. Разрешение — это количество уровней квантования, используемых для замены непрерывного аналогового сигнала цифровым сигналом. Восьмиразрядная выборка позволяет получить только 256 различных уровней квантования цифрового сигнала, а шестнадцатиразрядная выборка — 65 536 уровней.
Еще один показатель качества трансформации непрерывного сигнала в цифровой сигнал — это частота дискретизации — количество преобразований аналог-цифра (выборок), производимое устройством в одну секунду. Этот показатель измеряют килогерцами (килогерц — тысяча выборок в секунду). Типичное значение частоты дискретизации современных лазерных аудиодисков — 44,1 кГц.
Имеется тенденция перехода к единому цифровому представлению всех видов информации.
Для измерения информации вводятся два параметра: количество информации I и объем данных Vд.
Эти параметры имеют разные выражения и интерпретацию в зависимости от рассматриваемой формы адекватности.
Адекватность информации
Адекватность информации — это определенный уровень соответствия создаваемого с помощью полученной информации образа реальному объекту, процессу, явлению и т.п.
Адекватность информации может выражаться в трех формах: семантической, синтаксической, прагматической.
Синтаксическая адекватность. Она отображает формально-структурные характеристики информации и не затрагивает ее смыслового содержания. На синтаксическом уровне учитываются тип носителя и способ представления информации, скорость передачи и обработки, размеры кодов представления информации, надежность и точность преобразования этих кодов и т.п. Информацию, рассматриваемую только с синтаксических позиций, обычно называют данными, так как при этом не имеет значения смысловая сторона.
Семантическая (смысловая) адекватность. Эта форма определяет степень соответствия образа объекта и самого объекта. Семантический аспект предполагает учет смыслового содержания информации.
Прагматическая (потребительская) адекватность. Она отражает отношение информации и ее потребителя. Прагматический аспект рассмотрения связан с ценностью, полезностью использования информации при выработке потребителем решения для достижения своей цели. Эта форма адекватности непосредственно связана с практическим использованием информации, с соответствием ее целевой функции деятельности системы.
Каждой форме адекватности соответствует своя мера количества информации и объема данных:
Синтаксическая мера информации.
Объем данных Vд в сообщении измеряется количеством символов (разрядов) в этом сообщении. В различных системах счисления один разряд имеет различный вес и соответственно меняется единица измерения данных:
• в двоичной системе счисления единица измерения — бит (bit — binary digit — двоичный разряд);
• в десятичной системе счисления единица измерения — дит (десятичный разряд).
Количество информации I измеряется величиной, на которую уменьшается неопределённость состояния системы после получения сообщения. Меру неопределённости системы называют энтропией (Н).
Н=log2N, где N – число возможных состояний системы.
Семантическая мера информации.
Для измерения смыслового содержания информации, т.е. ее количества на семантическом уровне, наибольшее признание получила тезаурусная мера, которая связывает семантические свойства информации со способностью пользователя принимать поступившее сообщение. Для этого используется понятие тезаурус пользователя.
Тезаурус — это совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система.
Прагматическая мера информации.
С позиции каждого отдельного человека количество информации, содержащееся в каком-либо сообщении, — субъективная величина.
Объективная количественная мера информаций может быть введена на основе вероятностной трактовки информационного обмена.
По К. Шеннону, информация — это сведения, уменьшающие неопределенность (энтропию), существовавшую до их получения.
Наименьшей единицей информации является бит - двоичный разряд. Сообщение о том, что произошло одно из двух возможных равновероятных событий, дает получателю один бит информации.
Показатели качества информации.
Чтобы определить набор важнейших показателей качества, необходимо оценить информацию с точки зрения ее потребителя:
Релевантность — способность информации соответствовать нуждам (запросам) потребителя.
Полнота — свойство информации исчерпывающе (для данного потребителя) характеризовать отображаемый объект и / или процесс.
Своевременность — способность информации соответствовать нуждам потребителя в нужный момент времени.
Достоверность — свойство информации не иметь скрытых ошибок.
Доступность — свойство информации, характеризующее воз можность ее получения данным потребителем.
Эргономностъ — свойство, характеризующее удобство формы или объема информации с точки зрения данного потребителя.
Актуальность информации — это степень соответствия информации текущему моменту времени.
Основные понятия.
Информатизация общества- это организованный социально-экономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей отдельных индивидуумов, их групп и объединений на основе формирования и использования информационных ресурсов и технологий.
(Под компьютеризацией общества принято понимать процесс повсеместного внедрения и развития технических средств).
Информационное общество. Общество можно считать информационным, когда объем накопленной информации и уровень развития соответствующих технологий требуют вовлечения в сферу интеллектуально-информационных услуг более 50% трудоспособного населения.
Уровень развития общества напрямую зависит от объема информации, которым оно владеет. Американский ученый Робертсон даже выдвинул формулу: «цивилизация - это информация».
Информационные ресурсы. В широком смысле слова под информационными ресурсами (ИР) общества понимается вся совокупность накопленных знаний.
Чаще, однако, имеют в виду знания, зафиксированные каким-либо способом на различного рода носителях информации - документы, книги, произведения искусства, компьютерные программы, базы данных и т.д.
ИР могут существовать в двух формах - пассивной и активной, что отражает различную степень их участия в процессе получения новых знаний. К пассивной форме относятся книги, статьи, патенты, банки данных; зафиксированная в них информация статична и лишь косвенно может использоваться для получения новой информации. Напротив, алгоритмы, программы, модели, базы знаний служат активным инструментом расширения знаний и превращения информации в реально действующую силу.
Информационная технология — это совокупность методов и устройств, используемых людьми для обработки информации
Информационные технологии охватывают всю вычислительную технику и технику связи и, отчасти, — бытовую электронику, телевидение и радиовещание.