Кодирование информации

ВЕДЕНИЕ

I. Информация  и ее свойства

1. Информация  и данные

2. Формы адекватности  информации

3. Меры информации

4. Качество информации

II. Классификация  и кодирование информации

1. Система классификации

2. Система кодирования

3. Классификация  информации по разным признакам

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

Существование области и предмета информатики  немыслимо без ее основного ресурса - информации. Понимая информацию как  один из основных стратегических ресурсов общества, необходимо уметь его оценить  как с качественной, так и с  количественной стороны. На этом пути существуют большие проблемы из-за нематериальной природы этого ресурса  и субъективности восприятия конкретной информации различными индивидуумами  человеческого общества.

I. ИНФОРМАЦИЯ И ЕЕ  СВОЙСТВА

1. Информация и данные

Термин информация происходит от латинского information, что означает разъяснение, осведомление, изложение. С позиции материалистической философии информация есть отражение реального мира с помощью сведений (сообщений). Сообщение - это форма представления информации в виде речи, текста, изображения, цифровых данных, графиков, таблиц и т.п. В широком смысле информация - это общенаучное понятие, включающее в себя обмен сведениями между людьми, обмен сигналами между живой и неживой природой, людьми и устройствами.

Информация - сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний.

Информатика рассматривает  информацию как концептуально связанные  между собой сведения, данные, понятия, изменяющие наши представления о  явлении или объекте окружающего мира. Наряду с информацией в информатике часто употребляется понятие данные. Покажем, в чем их отличие.

Данные могут  рассматриваться как признаки или  записанные наблюдения, которые по каким-то причинам не используются, а  только хранятся. В том случае, если появляется возможность использовать эти данные для уменьшения неопределенности о чем-либо, данные превращаются в  информацию. Поэтому можно утверждать, что информацией являются используемые данные.

Одной из важнейших  разновидностей информации является информация экономическая. Ее отличительная черта - связь с процессами управления коллективами людей, организацией. Экономическая  информация сопровождает процессы производства, распределения, обмена и потребления  материальных благ и услуг. Значительная часть ее связана с общественным производством и может быть названа  производственной информацией.

Экономическая информация - совокупность сведений, отражающих социально-экономические процессы и служащих для управления этими процессами и коллективами людей в производственной и непроизводственной сфере.

При работе с  информацией всегда имеется ее источник и потребитель (получатель). Пути и  процессы, обеспечивающие передачу сообщений  от источника информации к ее потребителю, называются информационными коммуникациями.

Для потребителя  информации очень важной характеристикой  является ее адекватность.

Адекватность  информации - это определенный уровень соответствия создаваемого с помощью полученной информации образа реальному объекту, процессу, явлению и т.п.

В реальной жизни  вряд ли возможна ситуация, когда вы сможете рассчитывать на полную адекватность информации. Всегда присутствует некоторая  степень неопределенности. От степени  адекватности информации реальному  состоянию объекта или процесса зависит правильность принятия решений  человеком.

2. Формы адекватности  информации

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. Эта форма способствует восприятию внешних структурных характеристик, т.е. синтаксической стороны информации.

Семантическая (смысловая) адекватность. Эта форма определяет степень соответствия образа объекта и самого объекта. Семантический аспект предполагает учет смыслового содержания. На этом уровне анализируются те сведения, которые отражает информация, рассматриваются смысловые связи. В информатике устанавливаются смысловые связи между кодами представления информации. Эта форма служит для формирования понятий и представлений, выявления смысла, содержания информации и ее обобщения.

Прагматическая (потребительская) адекватность. Она отражает отношение информации и ее потребителя, соответствие информации цели управления, которая на ее основе реализуется. Проявляются прагматические свойства информации только при наличии единства информации (объекта), пользователя и цели управления. Прагматический аспект рассмотрения связан с ценностью, полезностью использования информации при выработке потребителем решения для достижения своей цели. С этой точки зрения анализируются потребительские свойства информации. Эта форма адекватности непосредственно связана с практическим использованием информации, с соответствием ее целевой функции деятельности системы.

3. Меры информации

Синтаксическая  мера информации

Эта мера количества информации оперирует с обезличенной информацией, не выражающей смыслового отношения к объекту.

Объем данных V_д 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 на синтаксическом уровне невозможно определить без рассмотрения понятия неопределенности состояния системы (энтропии системы). Действительно, получение информации о какой-либо системе всегда связано с изменением степени неосведомленности получателя о состоянии этой системы.

Часто информация кодируется числовыми кодами в той  или иной системе счисления, особенно это актуально при представлении  информации в компьютере. Естественно, что одно и то же количество разрядов в разных системах счисления может  передать разное число состояний  отображаемого объекта, что можно  представить в виде соотношения

N = mⁿ,

Где N - число  всевозможных отображаемых состояний;

m - основание  системы счисления (разнообразие  символов, применяемых в алфавите);

n - число разрядов (символов) в сообщении.

Наиболее часто  используются двоичные и десятичные логарифмы. Единицами измерения  в этих случаях будут соответственно бит и дит.

Коэффициент (степень) информативности  (лаконичность) сообщения определяется отношением количества информации к объему данных, т.е.

, причем 0 < Y < 1.

С увеличением  Y уменьшаются объемы работы по преобразованию информации (данных) в системе. Поэтому стремятся к повышению информативности, для чего разрабатываются специальные методы оптимального кодирования информации.

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 понятия тезаурус пользователя.

Тезаурус - это совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система.

В зависимости  от соотношений между смысловым  содержанием информации S и тезаурусом пользователя S_р изменяется количество семантической информации I_с, воспринимаемой пользователем и включаемой им в дальнейшем в свой тезаурус.

Максимальное  количество семантической информации I_с потребитель приобретает при согласовании ее смыслового содержания S со своим тезаурусом S_р (S_р = S_{р opt}), когда поступающая информация понятна пользователю и несет ему ранее не известные (отсутствующие в его тезаурусе) сведения.

Следовательно, количество семантической информации в сообщении, количество новых знаний, получаемых пользователем, является величиной  относительной. Одно и то же сообщение  может иметь смысловое содержание для компетентного пользователя и быть бессмысленным (семантический  шум) для пользователя некомпетентного.

При оценке семантического (содержательного) аспекта информации необходимо стремиться к согласованию величин S и S_р.

Относительной мерой количества семантической  информации может служить коэффициент  содержательности С, который определяется как отношение количества семантической информации к ее объему:

Прагматическая  мера информации

Эта мера определяет полезность информации (ценность) для  достижения пользователем поставленной цели. Эта мера также величина относительная, обусловленная особенностями использования  этой информации в той или иной системе. Ценность информации целесообразно  измерять в тех же самых единицах (или близких к ним), в которых  измеряется целевая функция.

Таблица 1.Единицы измерения информации и примеры

4. Качество информации

Возможность и  эффективность использования информации обусловливаются такими основными  ее потребительскими показателями качества, как репрезентативность, содержательность, доступность, актуальность, своевременность, точность, достоверность, устойчивость.

Репрезентативность информации связана с правильностью ее отбора и формирования в целях адекватного отражения свойств объекта. Важнейшее значение здесь имеют:

- правильность  концепции, на базе которой  сформулировано исходное понятие;

- обоснованность  отбора существенных признаков  и связей отображаемого явления. 

Нарушение репрезентативности информации приводит нередко к существенным ее погрешностям.

Содержательность  информации отражает семантическую емкость, равную отношению количества семантической информации в сообщении к объему обрабатываемых данных, т.е. C = I_С/V_Д.