Свойства информации

 

Объективность – не зависит от чего-либо мнения.

Достоверность – отражает истинное положение дел.

Полнота – достаточна для понимания задачи и принятия решения.

Актуальность – важна и существенна для настоящего времени.

Ценность (полезность, значимость) обеспечивает решение поставленной задачи, нужна для того чтобы принимать правильные решения.

Понятность (ясность) - выражена на языке, доступном получателю.

 

Кроме того информация обладает еще следующими свойствами.

 

Атрибутивные свойства (атрибут – неотъемлемая часть чего-либо).

 

Важнейшими среди них являются:

- дискретность (информация состоит из отдельных частей, знаков);

- непрерывность (возможность накапливать информацию).

 

Динамические свойства связаны с изменением информации во времени:

- копирование – размножение информации;

- передача от источника к потребителю;

- перевод с одного языка на другой;

- перенос на другой носитель;

- старение (физическое – носителя, моральное – ценностное).

Практические свойства - информационный объем и плотность.

 

Информация хранится, передается и обрабатывается в символьной (знаковой) форме. Одна и та же информация может быть представлена в различной форме:

1) Знаковой письменной, состоящей из различных знаков среди которых выделяют символьную в виде текста, чисел, спец. символов; графическую; табличную и т.д.

2) В виде жестов или сигналов.

3) В устной словесной форме (разговор).

 

Представление информации осуществляется с помощью языков, как знаковых систем, которые строятся на основе определенного алфавита и имеют правила для выполнения операций над знаками.

 

Язык– определенная знаковая система представления информации. Существуют:

Естественные языки – разговорные языки в устной и письменной форме. В некоторых случаях разговорную речь могут заменить язык мимики и жестов, язык специальных знаков (например, дорожных);

Формальные языки – специальные языки для различных областей человеческой деятельности, которые характеризуются жестко зафиксированным алфавитом, более строгими правилами грамматики и синтаксиса. Это язык музыки (ноты), язык математики (цифры, математические знаки), системы счисления, языки программирования и т.д.

 

В основе любого языка лежиталфавит– набор символов/знаков.

Полное число символов алфавита принято называть мощностью алфавита.

 

Носители информации – среда или физическое тело для передачи, хранения и воспроизведения информации. (Это электрические, световые, тепловые, звуковые, радио сигналы, магнитные и лазерные диски, печатные издания, фотографии и т.д.)

 

Информационные процессы - это процессы, связанные с получением, хранением, обработкой и передачей информации (т.е. действия, выполняемые с информацией). Т.е. это процессы, в ходе которых изменяется содержание информации или форма её представления.

 

Для обеспечения информационного процесса необходим источник информации, канал связи и потребитель информации. Источник передает (отправляет) информацию, а приемник её получает (воспринимает). Передаваемая информация добирается от источника до приемника с помощью сигнала (кода). Изменение сигнала позволяет получить информацию

 

 

2.Единицы измерения информации

Решая различные задачи, человек вынужден использовать информацию об окружающем нас мире. И чем более полно и подробно человеком изучены те или иные явления, тем подчас проще найти ответ на поставленный вопрос. Так, например, знание законов физики позволяет создавать сложные приборы, а для того, чтобы перевести текст на иностранный язык, нужно знать грамматические правила и помнить много слов.
Часто приходится слышать, что сообщение или несет мало информации или, наоборот, содержит исчерпывающую информацию. При этом разные люди, получившие одно и то же сообщение (например, прочитав статью в газете), по-разному оценивают количество информации, содержащейся в нем. Это происходит оттого, что знания людей об этих событиях (явлениях) до получения сообщения были различными. Поэтому те, кто знал об этом мало, сочтут, что получили много информации, те же, кто знал больше, чем написано в статье, скажут, что информации не получили вовсе. Количество информации в сообщении, таким образом, зависит от того, насколько ново это сообщение для получателя.
Однако иногда возникает ситуация, когда людям сообщают много новых для них сведений (например, на лекции), а информации при этом они практически не получают (в этом нетрудно убедиться во время опроса или контрольной работы). Происходит это оттого, что сама тема в данный момент слушателям не представляется интересной.
Итак, количество информации зависит от новизны сведений об интересном для получателя информации явлении. Иными словами, неопределенность (т.е. неполнота знания) по интересующему нас вопросу с получением информации уменьшается. Если в результате получения сообщения будет достигнута полная ясность в данном вопросе (т.е. неопределенность исчезнет), говорят, что была получена исчерпывающая информация. Это означает, что необходимости в получении дополнительной информации на эту тему нет. Напротив, если после получения сообщения неопределенность осталась прежней (сообщаемые сведения или уже были известны, или не относятся к делу), значит, информации получено не было (нулевая информация).
Если подбросить монету и проследить, какой стороной она упадет, то мы получим определенную информацию. Обе стороны монеты "равноправны", поэтому одинаково вероятно, что выпадет как одна, так и другая сторона. В таких случаях говорят, что событие несет информацию в 1 бит. Если положить в мешок два шарика разного цвета, то, вытащив вслепую один шар, мы также получим информацию о цвете шара в 1 бит. Единица измерения информации называется бит (bit) - сокращение от английских слов binary digit, что означает двоичная цифра.
В компьютерной технике бит соответствует физическому состоянию носителя информации: намагничено - не намагничено, есть отверстие - нет отверстия. При этом одно состояние принято обозначать цифрой 0, а другое - цифрой 1. Выбор одного из двух возможных вариантов позволяет также различать логические истину и ложь. Последовательностью битов можно закодировать текст, изображение, звук или какую-либо другую информацию. Такой метод представления информации называется двоичным кодированием (binary encoding).
В информатике часто используется величина, называемая байтом (byte) и равная 8 битам. И если бит позволяет выбрать один вариант из двух возможных, то байт, соответственно, 1 из 256 (2⁸). В большинстве современных ЭВМ при кодировании каждому символу соответствует своя последовательность из восьми нулей и единиц, т. е. байт. Соответствие байтов и символов задается с помощью таблицы, в которой для каждого кода указывается свой символ. Так, например, в широко распространенной кодировке Koi8-R буква "М" имеет код 11101101, буква "И" - код 11101001, а пробел - код 00100000.
Наряду с байтами для измерения количества информации используются более крупные единицы:
1 Кбайт (один килобайт) = 2¹⁰ байт = 1024 байта;
1 Мбайт (один мегабайт) = 2¹⁰ Кбайт = 1024 Кбайта;
1 Гбайт (один гигабайт) = 2¹⁰ Мбайт = 1024 Мбайта.

В последнее время в связи с увеличением объёмов обрабатываемой информации входят в употребление такие производные единицы, как:
1 Терабайт (Тб) = 1024 Гбайта = 2⁴⁰ байта,
1 Петабайт (Пб) = 1024 Тбайта = 2⁵⁰ байта.
Рассмотрим, как можно подсчитать количество информации в сообщении, используя содержательный подход.
Пусть в некотором сообщении содержатся сведения о том, что произошло одно из N равновероятных событий. Тогда количество информации х, заключенное в этом сообщении, и число событий N связаны формулой: 2^x = N. Решение такого уравнения с неизвестной х имеет вид: x=log₂N. То есть именно такое количество информации необходимо для устранения неопределенности из N равнозначных вариантов. Эта формула носит название формулы Хартли. Получена она в 1928 г. американским инженером Р. Хартли. Процесс получения информации он формулировал примерно так: если в заданном множестве, содержащем N равнозначных элементов, выделен некоторый элемент x, о котором известно лишь, что он принадлежит этому множеству, то, чтобы найти x, необходимо получить количество информации, равное log₂N.
Если N равно целой степени двойки (2, 4, 8, 16 и т.д.), то вычисления легко произвести "в уме". В противном случае количество информации становится нецелой величиной, и для решения задачи придется воспользоваться таблицей логарифмов либо определять значение логарифма приблизительно (ближайшее целое число, большее ).
При алфавитном подходе, если допустить, что все символы алфавита встречаются в тексте с одинаковой частотой (равновероятно), то количество информации, которое несет каждый символ (информационный вес одного символа), вычисляется по формуле: x=log₂N, где N - мощность алфавита (полное количество символов, составляющих алфавит выбранного кодирования). В алфавите, который состоит из двух символов (двоичное кодирование), каждый символ несет 1 бит (2¹) информации; из четырех символов - каждый символ несет 2 бита информации(2²); из восьми символов - 3 бита (2³) и т.д. Один символ из алфавита мощностью 256 (2⁸) несет в тексте 8 битов информации. Как мы уже выяснили, такое количество информации называется байт. Алфавит из 256 символов используется для представления текстов в компьютере. Один байт информации можно передать с помощью одного символа кодировки ASCII. Если весь текст состоит из K символов, то при алфавитном подходе размер содержащейся в нем информации I определяется по формуле: , где x - информационный вес одного символа в используемом алфавите.
Например, книга содержит 100 страниц; на каждой странице - 35 строк, в каждой строке - 50 символов. Рассчитаем объем информации, содержащийся в книге.
Страница содержит 35 x 50 = 1750 байт информации. Объем всей информации в книге (в разных единицах):
1750 x 100 = 175000 байт.
175000 / 1024 = 170,8984 Кбайт.
170,8984 / 1024 = 0,166893 Мбайт.

 

3 Поколения ЭВМ.Классификация ЭВМ

Поколение	Особенности	Быстродей- ствие (операций в секунду)	Программное обеспечение	Примеры
Первое поколение(после 1946 года)	Применение вакууно-ламповой технологии, использование систем памяти на ртутных линиях задержки, магнитных барабанах, электронно-лучевых трубках (трубках Вильямса). Для ввода-вывода данных использовались перфоленты и перфокарты, магнитные ленты и печатающие устройства. Была реализована концепция хранимой программы.	10-20 тыс.	Машинные языки	ENIAC (США) МЭСМ (СССР)
Второе поколение (после 1955 года)	Замена электронных ламп как основных компонентов компьютера на транзисторы. Компьютеры стали более надежными, быстродействие их повысилось, потребление энергии уменьшилось. С появлением памяти на магнитных сердечниках цикл ее работы уменьшился до десятков микросекунд. Главный принцип структуры - централизация. Появились высокопроизводительные устройства для работы с магнитными лентами, устройства памяти на магнитных дисках.	100-500 тыс.	Алгоритмические языки, диспетчерские системы, пакетный режим	IBM 701 (США) БЭСМ-6, БЭСМ-4, Минск-22, Минск-32(СССР)
Третье поколение(после 1964 года)	Компьютеры проектировались на основе интегральных схем малой степени интеграции (МИС - 10 - 100 компонентов на кристал) и средней степени интеграции (СИС - 10 -1000 компонентов на кристал). Появилась идея, которая и была реализована, проектирования семейства компьютеров с одной и той же архитектурой, в основу которой положено главным образом программное обеспечение. В конце 60-х появились мини-компьютеры. В 1971 году появился первый микропроцессор.	порядка 1 млн.	Операционные системы (управление памятью, устройствами ввода-вывода и другими ресурсами), режим разделения времени	IBM 360 (США) ЕС 1030, 1060 (СССР)
Четвертое поколение(после 1975 года)	Использование при создании компьютеров больших интегральных схем (БИС - 1000 - 100000 компонентов на кристал) и сверхбольших интегральных схем (СБИС - 100000 - 10000000 компонентов на кристал). Началом данного поколения считают 1975 год - фирма Amdahl Corp. выпустила шесть компьютеров AMDAHL 470 V/6, в которых были применены БИС в качестве элементной базы. Стали использоваться быстродействующие системы памяти на интегральных схемах - МОП ЗУПВ емкостью в несколько мегабайт. В случае выключения машины данные, содержащиеся в МОП ЗУПВ, сохраняются путем автоматического переноса на диск. При включении машины запуск системы осуществляется при помощи хранимой в ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) программы самозагрузки, обеспечивающей выгрузку операционной системы и резидентного программного обеспечения в МОП ЗУПВ. В середине 70-х появились первые персональные компьютеры.	десятки и сотни млн.	Базы и банки данных	Супер- компьютеры (многопроцес- сорная архитектура и использование принципа параллелизма), ПЭВМ
Пятое поколение(после 1982 года)	Главный упор при создании компьютеров сделан на их "интеллектуальность", внимание акцентируется не столько на элементной базе, сколько на переходе от архитектуры, ориентированной на обработку данных, к архитектуре, ориентированной на обработку знаний. Обработка знаний - использование и обработка компьютером знаний, которыми владеет человек для решения проблем и принятия решений.