Понятие информации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство обороны Российской Федерации

Краснодарское высшее военное училище имени генерала армии С.М. Штеменко

Доклад

По дисциплине: «Теория информации»

Понятие информации

Подготовили:

1 факультет

курсанты 122 учебной группы

Чуфистов И.Е.

Романович Д.А.

Краснодар 2021

Содержание

Введение

1. Понятие «информация»

2. Свойства информации

3. Измерение информации

4. Архивация информации

Заключение

Список литературы

Введение

Революция в автоматизации делопроизводства в офисе в 80-е годы прошлого века стала реально возможна в связи с созданием и широким распространением персональных компьютеров. Персональные компьютеры в первую очередь вытеснили из обращения печатающие машинки, составляющие основу технических средств подготовки печатных документов. Преимущества компьютера, оснащенного специальным текстовым процессором (редактором), перед печатающей машинкой были явными и заключались в том, что обеспечивали значительное повышение удобства, производительности выполнения работ и, самое главное, повышение качества получаемых при этом документов. Разделение во времени этапов подготовки документа, таких, как ввод, редактирование, оформление, подготовка к печати и собственно сама печать сделали процесс создания документа более простым и технологичным.

1. Понятие «информация»

Слово «информация» происходит от латинского слова informatio, что в переводе означает сведение, разъяснение, ознакомление.

Информация может существовать в виде:

текстов, рисунков, чертежей, фотографий;

световых или звуковых сигналов;

радиоволн;

электрических и нервных импульсов;

магнитных записей;

жестов и мимики;

запахов и вкусовых ощущений;

хромосом, посредством которых передаются по наследству признаки и свойства организмов и т.д.

Современные компьютеры могут работать с пятью видами информации:

числовой;

текстовой;

графической;

звуковой;

видеоинформацией.

Понятие «информация» является базовым в курсе информатики, невозможно дать его определение через другие, более «простые» понятия. Данное понятие используется в различных науках (информатике, кибернетике, биологии, физике и др.), при этом в каждой науке понятие «информация» связано с различными системами понятий.

Информация в физике. В физике мерой беспорядка, хаоса для термодинамической системы является энтропия системы, тогда как информация (антиэнтропия) является мерой упорядоченности и сложности системы. По мере увеличения сложности системы величина энтропии уменьшается, и величина информации увеличивается. Процесс увеличения информации характерен для открытых, обменивающихся веществом и энергией с окружающей средой, саморазвивающихся систем живой природы (белковых молекул, организмов, популяций животных и так далее).

Таким образом, в физике информация рассматривается как антиэнтропия или энтропия с обратным знаком.

Информация в биологии. В биологии понятие «информация» связывается с целесообразным поведением живых организмов. Такое поведение строится на основе получения и использования организмом информации об окружающей среде.

Понятие «информация» в биологии используется также в связи с исследованиями механизмов наследственности. Генетическая информация передается по наследству и хранится во всех клетках живых организмов. Гены представляют собой сложные молекулярные структуры, содержащие информацию о строении живых организмов. Последнее обстоятельство позволило проводить научные эксперименты по клонированию, то есть созданию точных копий организмов из одной клетки.

Информация в кибернетике. В кибернетике (наука об управлении) понятие «информация» связано с процессами управления в сложных системах (в живых организмах или технических устройствах). Жизнедеятельность любого организма или нормальное функционирование технического устройства зависит от процессов управления, благодаря которым поддерживаются в необходимых пределах значения их параметров. Процессы управления включают в себя получение, хранение, преобразования и передачу информации.

2. Свойства информации

информация компьютер процессор

Итак, информация является динамическим объектом, образующимся в момент взаимодействия объективных данных и субъективных методов. Как и всякий объект, она обладает свойствами. Характерной особенностью информации, отличающей ее от других объектов природы и общества, является дуализм: на свойства информации влияют как свойства данных, составляющих ее содержательную часть, так и свойства методов, взаимодействующих с данными в ходе информационного процесса. По окончании процесса свойства информации переносятся на свойства новых данных, то есть свойства методов могут переходить на свойства данных.

Можно привести немало разнообразных свойств информации. Каждая научная дисциплина рассматривает те свойства, которые ей наиболее важны. С точки зрения информатики наиболее важными представляются следующие свойства: объективность, полнота, достоверность, адекватность, доступность и актуальность информации.

Объективность и субъективность информации. Понятие объективности информации является относительным. Это понятно, если учесть, что методы являются субъективными. Более объективной принято считать ту информацию, в которую методы вносят меньший субъективный элемент.

Полнота информации. Полнота информации во многом характеризует качество информации и определяет достаточность данных для принятия решений или для создания новых данных на основе имеющихся. Чем полнее данные, тем шире диапазон методов, которые можно использовать, тем проще подобрать метод, вносящий минимум погрешностей в ход информационного процесса.

Достоверность информации. Данные возникают в момент регистрации сигналов, но не все сигналы являются «полезными» - всегда присутствует какой-то уровень посторонних сигналов, в результате чего полезные данные сопровождаются определенным уровнем «информационного шума». Если полезный сигнал зарегистрирован более четко, чем посторонние сигналы, достоверность информации может быть более высокой. При увеличении уровня шумов достоверность информации снижается. В этом случае для передачи того же количества информации требуется использовать либо больше данных, либо более сложные методы.

Адекватность информации - это степень соответствия реальному объективному состоянию дела. Неадекватная информация может образовываться при создании новой информации на основе неполных или недостоверных данных. Однако и полные, и достоверные данные могут приводить к созданию неадекватной информации в случае применения к ним неадекватных методов.

Доступность информации - мера возможности получить ту или иную информацию. На степень доступности информации влияют одновременно как доступность данных, так и доступность адекватных методов для их интерпретации. Отсутствие доступа к данным или отсутствие адекватных методов обработки данных приводят к одинаковому результату: информация оказывается недоступной.

Актуальность информации - это степень соответствия информации текущему моменту времени. Нередко с актуальностью, как и с полнотой, связывают коммерческую ценность информации. Поскольку информационные процессы растянуты во времени, то достоверная и адекватная, но устаревшая информация может приводить к ошибочным решениям. Необходимость поиска или разработки адекватного метода для работы с данными может приводить к такой задержке в получении информации, что она становится неактуальной и ненужной. На этом, в частности, основаны многие современные системы шифрования данных с открытым ключом. Лица, не владеющие ключом для чтения данных, могут заняться поиском ключа, поскольку алгоритм его работы доступен, но продолжительность этого поиска столь велика, что за время работы информация теряет актуальность и, соответственно, связанную с ней практическую ценность.

3. Измерение информации

Объемный подход

Вопрос об измерении количества информации является очень важным как для науки, так и для практики. В самом деле, информация является предметом нашей деятельности: мы ее храним, передаем, принимаем, обрабатываем.

Поэтому важно договориться о способе ее измерения, позволяющем, например, ответить на вопросы: достаточно ли места на носителе, что бы разместить нужную нами информацию, или сколько времени потребуется, что бы передать ее по имеющемуся каналу связи. Величина которая нас в этих ситуациях интересует, называется объемом информации.

В таком случае говорят об объемном подходе к измерению информации.

Объём информации не связан с ее содержанием. Когда говорят об объёме информации, то имеют ввиду размер текста в том алфавите, с помощью которого эта информация представлена.

Объемный способ измерения информации называется еще алфавитным подходом.

В русском алфавите 32 буквы (не считая буквы ё). Из базового курса информатики вы знаете, что если с помощью I - разрядного двоичного кода можно закодировать алфавит, состоящий из n символов, то эти величины связаны между собой по формуле:

2ⁱ = N.

Поскольку 2⁵ = 32, то все русские буквы можно закодировать всевозможными пятиразрядными двоичными кодами от 00000 до 11111.

Для двоичного представления текстов в компьютере чаще всего используется равномерный восьми разрядный код. С его помощью можно закодировать алфавит из 256 символов, поскольку 256 =2⁸.

В стандартную кодовою таблицу (например, ASC П) помещаются все необходимые символы: английские и русские прописные и строчные буквы, цифры и знаки препинания, знаки арифметических операций, всевозможные скобки и пр.

При двоичном кодировании объём информации, выражены в битах, равен длине двоичного кода, в котором информация представлена.

Одна страница текста на листе формата А4 с размером шрифта 12 с одинарным интервалом между строками в компьютерном представлении будет иметь объём примерно 4 тыс. байтов, т. к. на ней помещается примерно 4000 знаков.

Объём той же страницы текста будет равным приблизительно 3,9 Кб. А книга из 500 таких страниц займёт в памяти компьютера примерно 1,9 Мб.

Содержательный подход

Другой подход к измерению информации называют содержательным подходом. В этом случае количество информации связывается с содержанием (смыслом) полученного человеком сообщения. С «человеческой» точки зрения информация - это знания, которые мы получаем из внешнего мира. Количество информации, заключенное в сообщении, должно быть тем больше, чем больше оно пополняет наши знания.

Проблема измерения информации исследована в теории информации, основатель которой - Клод Шеннон. В теории информации для бита дается следующее определение: сообщение, уменьшающее неопределенность знания в два раза, несет 1 бит информации.

В этом определении есть понятия, которые требуют пояснения. Что такое неопределенность знания? Допустим, вы бросаете монету, загадывая, что выпадет: орел или решка. Есть всего два возможных результата бросания монеты. Причем ни один из этих результатов не имеет преимущества перед другим. В таком случае говорят, что они равновероятны.

В случае с монетой перед ее подбрасывании неопределенность знания о результате равна двум. Игральный же кубик с шестью гранями может с равной вероятностью упасть на любую из них. Значит, неопределенность знания о результате бросания кубика равна шести.

Следовательно, можно сказать так: неопределенность знания о результате некоторого события - это количество возможных результатов.

Вернемся к примеру с монетой. После того как вы бросили монету и посмотрели на нее, вы получили зрительное сообщение, что выпал, например, орел. Неопределенность знания уменьшилась в два раза: было два варианта, остался один. Значит, узнав результат бросания монеты, вы получили 1 бит информации.

Сообщение в одном из двух равновероятных результатов некоторого события несет 1 бит информации.

Это утверждение - частный вывод из определения, данного выше.

Задача: студент на экзамене может получить одну из 4-х оценок: 5, 4, 3, 2. Представим себе, что студент пошел на экзамен. Причем учится он не очень ровно и может с одинаковой вероятностью получить любую оценку от «2» до «5». Наконец, он сдал на «4». Вопрос: сколько битов информации содержится в его ответе.

Будем отгадывать оценку, задавая вопросы, на которые можно ответить только «да» или «нет».

Вопросы будем ставить так, чтобы каждый ответ уменьшал количество возможных результатов в два раза и, следовательно, приносил 1 бит информации.

Первый вопрос:

- Оценка выше «тройки»?

- Да.

После этого ответа число вариантов уменьшилось в два раза. Остались только «5» и «4». Получен 1 бит информации.

Второй вопрос:

- Ты получил пятерку?

- Нет.

Выбран один из двух оставшихся: оценка «4». Получен еще один бит информации. В сумме имеем 2 бита.

Сообщение об одном из четырех равновероятных результатов некоторого события несет два бита информации.

А сейчас попробуем получить формулу, по которой вычисляется количество информации, содержащейся в сообщении о том, что имел место один из множества равновероятных результатов некоторого события.

Обозначим буквой N количество возможных результатов события, или, неопределенность знания. Буквой i будем обозначать количество информации в сообщении об одном из N результатов.

В примере с монетой: N = 2, i = 1 бит.

В примере с оценкой: N = 4, i = 2 бит.

В примере со стеллажом: N = 8, i = 3 бит.

Нетрудно заметить, что связь между этими величинами выражается следующей формулой:

2ⁱ = N.

Действительно: 2¹ = 2, 2² = 4, 2³ = 8.

Это главная формула информатики. Если величина N известна, а i неизвестно, то данная формула становится уравнением для определения i. В математике оно называется показательным уравнением.

4. Архивация информации

Возможность уплотнения данных основана на том, что информация часто обладает избыточностью, которая зависит от вида информации. Случайная потеря 10% фотографии, скорее всего, не повлияет на ее информативность. Если на странице книги отсутствует 10% строк, то понять ее содержание уже трудно. Если взять программный код, в котором утрачено 10% информации, то восстановить его, скорее всего, уже не удастся. У этих видов данных разная избыточность. Несмотря на то, что объемы внешней памяти ЭВМ постоянно растут, потребность в архивации не уменьшается. Это объясняется тем, что архивация необходима не только для экономии места в памяти, но и для надежного хранения копий ценной информации, а также для быстрой передачи информации по сети на другие ЭВМ. Кроме того, возможность отказа магнитных носителей информации, разрушающее действие вирусов заставляет пользователей делать резервное копирование ценной информации на другие (запасные) носители информации.

Процесс записи файла в архивный файл называется архивированием (упаковкой, сжатием), а извлечение файла из архива - разархивированием (распаковкой).

Упакованный (сжатый) файл называется архивом. Архив содержит оглавление, позволяющее узнать, какие файлы содержатся в архиве.

Заключение

Понятие «информация» является одним из основных понятий информатики. Общепризнанна сложность проблемы определения этого понятия, которая в настоящее время все еще далека от своего решения. Если проанализировать определения информации, приводимые в различных толковых словарях, монографиях, учебниках и учебных пособиях по информатике, то можно прийти к выводу о весьма широком диапазоне подходов к определению содержания понятия «информация» и других связанных с ним основных понятий информатики.

Можно привести немало разнообразных свойств информации. Каждая научная дисциплина рассматривает те свойства, которые ей наиболее важны. С точки зрения информатики наиболее важными представляются следующие свойства: объективность, полнота, достоверность, адекватность, доступность и актуальность информации.

Передача информации - очень необходимая вещь для каждого человека и всего человечества в целом. Информатизация общества в настоящее время достигает новых вершин. Это связано с возникновением новых современных информационных технологий, позволяющих человеку увеличивать объемы обрабатываемой и передаваемой информации. Все чаще передача информации между различными организациями или юридическими лицами осуществляется через локальные или глобальные компьютерные сети, что заставляет общество все глубже изучать этапы и способы передачи информации.

Список литературы

1. Н. Угринович «Информатика и информационные технологии», Москва, 2003 года издания.

2. С. Симонович, Г. Евсеев «Занимательный компьютер», Москва, 2002 года издания.

3. Леонтьев В.П., «Новейшая энциклопедия персонального компьютера», Москва, 2003 года издания.

4. Фигурнов В.А., «ПК для начинающих», Москва, 1995 года издания.

5. Информатика. Учебное пособие. А.Г. Гейн. - М.: Просвещение, 2001.

6. Информатика: Учебник. Под ред. Н.В. Макаровой. - М.: Финансы и статистика, 1997.

7. Могилев А.В., Пак Н.И., Хеннер Е.К. практикум по информатике. Учебное пособие. - М.: Академия, 2006.

Размещено на Allbest.ru