Измерение количества информации

Виды информации

Информацию можно разделить на виды по нескольким признакам:

По способу восприятия

Для человека информация делится на виды в зависимости от типа рецепторов, воспринимающих ее.

• Визуальная - воспринимается органами зрения. Мы видим все вокруг.
• Аудиальная - воспринимается органами слуха. Мы слышим звуки вокруг нас.
• Тактильная - воспринимается тактильными рецепторами.
• Обонятельная - воспринимается обонятельными рецепторами. Мы чувствуем ароматы вокруг.
• Вкусовая - воспринимается вкусовыми рецепторами. Мы чувствуем вкус.

По форме представления

По форме представления информация делится на следующие виды:

• Текстовая - передаваемая в виде символов, предназначенных обозначать лексемы языка;
• Числовая - в виде цифр и знаков, обозначающих математические действия;
• Графическая - в виде изображений, событий, предметов, графиков;
• Звуковая - устная или в виде записи передача лексем языка аудиальным путем.

По назначению

• Массовая - содержит тривиальные сведения и оперирует набором понятий, понятным большей части социума
• Специальная - содержит специфический набор понятий, при использовании происходит передача сведений, которые могут быть не понятны основной массе социума, но необходимы и понятны в рамках узкой социальной группы, где используется данная информация
• Личная - набор сведений о какой-либо личность, определяющий социальное положение и типы социальных взаимодействий внутри популяции.

Свойства информации

Важнейшими, с практической точки зрения, свойствами информации является ценность, достоверность и актуальность.

Ценность информации - определяется обеспечением возможности достижения цели, поставленной перед получателем информации.

Достоверность - соответствие полученной информации объективной реальности окружающего мира. В свойствах достоверности выделяются безошибочность и подлинность данных, а также адекватность. Во безошибочностью понимается свойство данных не иметь скрытых случайных ошибок. Случайные ошибки в данных обусловлены, как правило, непредумышленном искажениями смысла человеком или сбоями технических средств при переработке данных в информационной системе.

Актуальность - это мера соответствия ценности и достоверности информации текущем времени (определенном временном периода)

Кумулятивность определяет такие понятия, как гомоморфизм, и избирательность. Гомоморфизм - соотношение между объектами двух множеств, при котором одна множество является моделью другого. Данные, специально отобранные для конкретного уровня пользователей, обладающих определенным свойством - избирательностью.

Передача информации:

· Источник и приемник информации.

· Информационные каналы.

· Роль органов чувств в процессе восприятия информации че­ловеком.

· Структура технических систем связи.

· Что такое кодирование и декодирование.

· Понятие шума; приемы защиты от шума.

· Скорость передачи информации и пропускная способность канала.

Информация представляется и передается в форме последовательности сигналов, символов. От источника к приёмнику сообщение передается через некоторую материальную среду. Если в процессе передачи ис­пользуются технические средства связи, то их называют каналами передачи информации (информационными каналами). К ним относятся телефон, радио, ТВ. Органы чувств человека исполняют роль биологических информационных каналов.

Обработка информации:

· Общая схема процесса обработки информации.

· Постановка задачи обработки.

· Исполнитель обработки.

· Алгоритм обработки.

· Типовые задачи обработки информации.

 

Схема обработки информации:

Исходная информация – исполнитель обработки – итоговая информация.

 

В процессе обработки информации решается некоторая информационная задача, которая предварительно может быть поставлена в традиционной форме: дан некоторый набор исходных данных, требуется получить некоторые результаты. Сам процесс перехода от исходных данных к результату и есть процесс обработки. Объект или субъект, осуществляющий обработку, называют исполнителем обработки.

Для успешного выполнения обработки информации исполнителю (человеку или устройству) должен быть известен алгоритм обработки, т.е. последова­тельность действий, которую нужно выполнить, чтобы достичь нужного результата.

Различают два типа обработки информации. Первый тип обработки: обработка, связанная с получением новой информации, нового содержания знаний (решение математических задач, анализ ситуации и др.). Второй тип обработки: обработка, связанная с изменением фор­мы, но не изменяющая содержания (например, перевод текста с одного языка на другой).

Важным видом обработки информации является кодирование – преобра­зование информации в символьную форму, удобную для ее хра­нения, передачи, обработки. Кодирование активно используется в технических средствах работы с информацией (телеграф, ра­дио, компьютеры). Другой вид обработки информации – структурирование данных (внесение определенного по­рядка в хранилище информации, классификация, каталогизация данных).

Ещё один вид обработки информации – поиск в некотором хранили­ще информации нужных данных, удовлетворяющих определенным условиям поиска (запросу). Алгоритм поиска зависит от способа организации информации.

Измерение количества информации

В информатике используются различные подходы к измерению информации:

Содержательный подход к измерению информации. Сообщение – информативный поток, который в процессе передачи информации поступает к приемнику. Сообщение несет информацию для человека, если содержащиеся в нем сведения являются для него новыми и понятными Информация - знания человека? сообщение должно быть информативно. Если сообщение не информативно, то количество информации с точки зрения человека = 0. (Пример: вузовский учебник по высшей математике содержит знания, но они не доступны 1-класснику)

Алфавитный подход к измерению информации не связывает кол-во информации с содержанием сообщения. Алфавитный подход - объективный подход к измерению информации. Он удобен при использовании технических средств работы с информацией, т.к. не зависит от содержания сообщения. Кол-во информации зависит от объема текста и мощности алфавита. Ограничений на max мощность алфавита нет, но есть достаточный алфавит мощностью 256 символов. Этот алфавит используется для представления текстов в компьютере. Поскольку 256=2⁸, то 1символ несет в тексте 8 бит информации.

Вероятностный подход к измерения информации. Все события происходят с различной вероятностью, но зависимость между вероятностью событий и количеством информации, полученной при совершении того или иного события можно выразить формулой которую в 1948 году предложил Шеннон.

 

Количество информации - это мера уменьшения неопределенности.

1 БИТ – такое кол-во информации, которое содержит сообщение, уменьшающее неопределенность знаний в два раза. БИТ- это аименьшая единица измерения информации

Единицы измерения информации: 1байт = 8 бит

1Кб (килобайт) = 2¹⁰ байт = 1024 байт

1Мб (мегабайт) = 2¹⁰ Кб = 1024 Кб

1Гб (гигабайт) = 2¹⁰ Мб = 1024 Мб

Формула Шеннона

 

 

I - количество информации N – количество возможных событий p_i – вероятности отдельных событий

 

3. Информатика – это техническая наука, систематизирующая приемы создания, хранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими.

Предмет информатики составляют следующие понятия:

- аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;

- программное обеспечение средств вычислительной техники;

- средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;

- средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.

Как видно из этого списка большое внимание в информатике уделяется вопросам взаимодействия. Методы и средства взаимодействия человека с программными и аппаратными средствами называются пользовательским интерфейсом. Соответственно существуют: аппаратные, программные и аппаратно-программные интерфейсы.

Основной задачей информатики является систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники. Цель систематизации состоит в выделении наиболее передовых и эффективных технологий, автоматизации обработки информации.

Информатика - практическая наука. На сегодня можно выделить следующие направления практических приложений информатики:

- архитектура вычислительных систем (приемы и методы построения систем, предназначенных для автоматической обработки данных);

- интерфейсы вычислительных систем (приемы и методы управления аппаратным и программным обеспечением);

- программирование (приемы, методы и средства разработки компьютерных программ);

- преобразование данных (приемы и методы преобразования структур данных);

- защита информации (обобщение приемов, разработка методов и средств защиты данных);

- автоматизация (функционирование программно-аппаратных средств без участия человека);

- стандартизация (обеспечение совместимости между аппаратными и программными средствами, а также между форматами представления данных, относящихся к различным типам вычислительных систем).

Любая деятельность человека представляет собой процесс сбора и переработки информации, принятии на ее основе решений и их выполнение. С появлением вычислительной техники информация стала выступать в качестве одного из важнейших ресурсов человеческого общества.

Основные понятия алгебры логики

Алгебра логики - это математический аппарат, с помощью которого записывают, вычисляют, упрощают и преобразовывают логические высказывания.

Логическое высказывание - это любое повествовательное предложение, в отношении которого можно однозначно сказать, истинно оно или ложно.

Считается, что если выражение ложно, то оно имеет значение 0, а если выражение истинно, то - 1. Чтобы обращаться к логическим высказываниям, им назначают имена А, В, С или x, y, z.

Слова и словосочетания "не", "и", "или", "если..., то", "тогда и только тогда" и другие называются логическими связками и позволяют из уже заданных высказываний строить новые высказывания.

Высказывания, образованные из других высказываний с помощью логических связок, называются составными. Высказывания, не являющиеся составными, называются элементарными.

Логические операции

Каждая логическая связка рассматривается как операция над логическими высказываниями и имеет свое название и обозначение. Рассмотрим основные логические операции.

Операция, выражаемая словом "не", называется отрицанием и обозначается чертой над высказыванием. Высказывание истинно, когда A ложно, и ложно, когда A истинно.

Операция, выражаемая связкой "и", называется конъюнкцией [лат. conjunctio - соединение] или логическим умножением и обозначается точкой "" [может также обозначаться знаками или ]. Высказывание АВ истинно тогда и только тогда, когда оба высказывания А и В истинны.

Операция, выражаемая связкой "или" [в неразделительном, не исключающем смысле этого слова], называется дизъюнкцией [лат. disjunctio - разделение] или логическим сложением и обозначается знаком "" [или плюсом]. Высказывание АВ ложно тогда и только тогда, когда оба высказывания А и В ложны.

Операция, выражаемая связками "если..., то", "из... следует", "... влечет...", называется импликацией [лат. implico - тесно связаны] и обозначается знаком "". Высказывание АВ ложно тогда и только тогда, когда А истинно, а В - ложно. Ложен только один вариант: А истинно и В ложно, то есть данный четырёхугольник является квадратом, но около него нельзя описать окружность.

Операция, выражаемая связками "тогда и только тогда", "необходимо и достаточно", "... равносильно...", называется эквиваленцией или двойной импликацией и обозначается знаком "" или "". Высказывание АВ истинно тогда и только тогда, когда значения А и В совпадают.

Логическая функция

Функцией алгебры логики f(x₁, x₂,...,x_n) от n - переменных x₁, x₂,...,x_n, принимающих значения 0 или 1, называется функция, принимающая значения 0 или 1.

Функция задается с помощью таблицы истинности. В каждой строке таблицы вначале дается набор значений переменных x₁, x₂,...,x_n, а затем значение функции на этом наборе. Число различных двоичных наборов ограничено и равно 2ⁿ.

x1	x2	...	xn	f(x1, x2,...,xn)
		...		f(0, 0,...,0)
		...		f(0, 0,...,1)
...	...	...	...	...
		...		f(1, 1,...,0)
		...		f(1, 1,...,1)

В таблице наборы располагают в определенном порядке - лексикографическом, который совпадает с порядком возрастания наборов, рассматриваемых как двоичные числа. При любом фиксированном упорядочении наборов логическая функция полностью определяется столбцом своих значений, длина которого равна 2ⁿ. Поэтому число различных функций от n переменных равно числу различных двоичных наборов длины 2ⁿ, т.е. 2²ⁿ.

Логическая формула

Суперпозицией функций f1,...,fm называется функция f, полученная с помощью подстановок этих функций друг в друга, а формулой называется выражение, описывающее эту суперпозицию.

Для записи формулы функции алгебры логики необходимо либо перечислить все ситуации, в которых она истинна, либо исключить все ситуации, в которых она ложна.

Например, пусть функция f задана таблицей истинности:

x1	x2	x3	f

Перечислим все наборы, на которых функция истинна. В результате получим Совершенную дизъюнктивную нормальную форму (СДНФ):

Исключение всех наборов, на которых функция ложна, даст Совершенную конъюнктивную нормальную форму (СКНФ):

Из примера следует, что формулу любой логической функции можно получить использую только три операции: конъюнкция, дизъюнкция и отрицание. Алгебра, в которой определены только эти три операции, называется Булевой алгеброй.

5.Логические элементы компьютера.

Логический элемент компьютера — это часть электронной логичеcкой схемы, которая реализует элементарную логическую функцию.

Логическими элементами компьютеров являются электронные схемы И, ИЛИ, НЕ, И—НЕ, ИЛИ—НЕ и другие (называемые также вентилями), а также триггер.

С помощью этих схем можно реализовать любую логическую функцию, описывающую работу устройств компьютера. Обычно у вентилей бывает от двух до восьми входов и один или два выхода.

Чтобы представить два логических состояния — “1” и “0” в вентилях, соответствующие им входные и выходные сигналы имеют один из двух установленных уровней напряжения. Например, +5 вольт и 0 вольт.

Высокий уровень обычно соответствует значению “истина” (“1”), а низкий — значению “ложь” (“0”).

Каждый логический элемент имеет свое условное обозначение, которое выражает его логическую функцию, но не указывает на то, какая именно электронная схема в нем реализована. Это упрощает запись и понимание сложных логических схем.

Работу логических элементов описывают с помощью таблиц истинности.

Таблица истинности это табличное представление логической схемы (операции), в котором перечислены все возможные сочетания значений истинности входных сигналов (операндов) вместе со значением истинности выходного сигнала (результата операции) для каждого из этих сочетаний.

6.Понятие и структура программного обеспечения ПК.

Под программным обеспечением (Software) понимается совокупность программ, выполняемых вычислительной системой.

К программному обеспечению (ПО) относится также вся область деятельности по проектированию и разработке ПО:

• технология проектирования программ (например, нисходящее проектирование, структурное и объектно-ориентированное проектирование и др.);
• методы тестирования программ [ссылка, ссылка];
• методы доказательства правильности программ;
• анализ качества работы программ;
• документирование программ;
• разработка и использование программных средств, облегчающих процесс проектирования программного обеспечения, и многое другое.

Программное обеспечение — неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкректного компьютера определяется созданным для него ПО.

Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области применения. Все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютерах программах.

Программное обеспечение современных компьютеров включает миллионы программ — от игровых до научных.

12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: