Автор: Пользователь скрыл имя, 15 Декабря 2012 в 14:14, курс лекций
Фундаментальной чертой цивилизации является рост производства и потребления информации во всех отраслях человеческой деятельности. Вся жизнь человека, так или иначе, связана с получением, накоплением, обработкой и передачей информации. Практически в любой деятельности человека: в процессе чтения книг, просмотра телепередач, в разговоре – мы постоянно получаем и обрабатываем информацию.
Продемонстрируем это на простом примере: старушка, проснувшись утром, выглядывает в окно и видит низкие тяжелые тучи на небе, из чего делает вывод о том, что сегодня будут осадки. Принять решение о том, как ей одеваться и брать ли с собой зонт из полученных данных о погоде, она не может, т.к. ей не хватает информации. Она не может определить, какие будут осадки: в виде дождя или в виде снега. Есть некоторая степень неопределенности в полученной ею информации, которая дает ей несколько вариантов для выбора. Но, посмотрев на термометр за окном, она видит, что он показывает температуру ниже нуля. Значит, скорее всего, если осадки будут, то в виде снега. Показания барометра снимут остатки неопределенности, и старушка примет окончательное решение. Т.о., пополнение информации приводит к уменьшению количества вариантов для выбора.
В теории управления под информацией понимают сведения, получаемые и используемые в целях сохранения, совершенствования и развития общественной или технической системы; в документалистике – сведения, зафиксированые на бумаге в виде текста (в текстовой, числовой, графической или табличной форме); в технике – сообщения, передаваемые в форме световых сигналов, электрических импульсов и т.п.; в философии – отражение окружающей действительности в сознании человека в виде системно-информационной картины мира.
Понятие «информация» является первичным понятием. Таким же неопределимым понятием как «точка» в математике, «тело» в механике или «поле» в физике. Несмотря на то, что этому понятию нельзя дать строгого определения, имеется возможность описать его через проявление свойств объектов или явлений.
Понятие «информация» используется многими научными дисциплинами и имеет большое количество разнообразных свойств. С точки зрения информатики нас интересуют такие свойства информации как дуализм, полнота, достоверность, адекватность, доступность, актуальность, объективность, полезность, понятность.
Дуализм информации характеризует ее двойственность. С одной стороны, информация объективна в силу объективности данных, с другой – субъективна, в силу субъективности применяемых методов. Например, два человека читают одну и ту же книгу и получают подчас весьма разную информацию, хотя прочитанный текст, т.е. данные, были одинаковы.
Полнота информации характеризует степень достаточности данных для принятия решения или создания новых данных на основе имеющихся. Неполный набор данных оставляет большую долю неопределенности, т.е. большое число представленных вариантов выбора, а это потребует применения дополнительных методов для сокращения числа вариантов. Избыточный объем информации затрудняет доступ к данным, создает большой информационный шум, это также потребует применения дополнительных методов, таких как сортировка, фильтрация, что в свою очередь увеличит время, которое требуется для принятия решения.
Достоверность информации характеризует степень соответствия информации реальному объекту с необходимой точностью. При работе с неполным набором данных достоверность информации может характеризоваться вероятностью, например, можно сказать, что при бросании монеты с вероятностью 50% выпадает герб.
Адекватность информации выражает степень соответствия создаваемого с помощью информации образа реальному объекту, процессу, явлению. Полная адекватность достигается редко, так как приходится работать с не самым полным набором данных, т.е. присутствует некоторая неопределенность, затрудняющая принятие решения. Получение адекватной информации также затрудняется при недоступности адекватных методов.
Доступность – это возможность получения информации при необходимости. Доступность складывается из двух составляющих: из доступности данных и доступности методов. Отсутствие хотя бы одного из них дает неадекватную информацию.
Актуальность информации – это степень соответствия информации текущему моменту времени. Информация существует во времени, т.к. существуют во времени все информационные процессы. Информация, актуальная сегодня, может стать неактуальной по истечении некоторого времени. Например, программа телепередач на эту неделю будет неактуальна для многих телезрителей на следующей неделе. Степень актуальности информации зависит от динамики ее изменения. Например, котировки ценных бумаг на фондовой бирже меняются несколько раз в течение получаса, в то время как фундаментальные знания научных дисциплин таким изменениям не подвержены.
Объективность информации означает ее независимость от личного мнения потребителя информации.
Полезность информации означает возможность на ее основе решить поставленную задачу.
Понятность информации означает изложение на доступном для получателя информации языке.
Поскольку мы живем в материальном мире, то все, что нас окружает, является либо телами, либо полями. А поскольку состояния абсолютного покоя не существует, то это означает, что тела и поля, т.е. объекты, находясь в состоянии непрерывного движения, взаимодействуют друг с другом, порождая сигналы различных типов. В общем случае сигнал – это изменяющийся во времени физический процесс, несущий сообщение о событии, об объекте, его свойствах или состояниях. Такой процесс может содержать различные характеристики. Характеристика, которая используется для представления данных, называется параметром сигнала. Например, речь человека – это сигнал, представляющий собой звуковую волну, которая давит на барабанную перепонку уха. А длина этой волны –параметр, т.е. характеристика, которую можно зафиксировать приборами.
Если параметр
сигнала принимает ряд
Если параметр сигнала – непрерывная функция, то сигнал называется непрерывным.
Например, текст – это дискретное сообщение, т.к. представлен в виде символов, которые являются параметрами. Человеческая речь передается модулированной звуковой волной (непрерывный сигнал), параметр этого сигнала – давление звуковой волны на барабанную перепонку.
В свою очередь, сигналы могут порождать в физических телах изменения свойств. Это явление называется регистрацией сигналов. Сигналы, зарегистрированные на материальном носителе, называются данными.
3.4 Методы регистрации данных.
Существует большое количество физических методов регистрации данных на материальных носителях. Это могут быть
В соответствии с существующими методами данные могут храниться и транспортироваться на разных носителях:
Данные несут информацию о событии, но информацией не являются, т.к. одни и те же данные в сознании людей могут быть восприняты (интерпретированы) по-разному. Например, текст, написанный на русском языке, т.е. данные, даст различную информацию людям, знающим алфавит и язык, и не знающим их. Чтобы получить информацию, имея данные, необходимо применить методы, которые преобразуют данные в понятия, воспринимаемые сознанием, т.е. в информацию.
Приведем еще один пример. Мы хотим определить время забега на дистанции. Для этого мы пользуемся секундомером, который фиксирует положение стрелки на старте и на финише и расстояние, которое стрелка пройдет. Расстояние, пройденное стрелкой, не дает нам сведений о времени забега. Чтобы узнать время забега, необходимо знать количество делений на этом расстоянии, цену деления, после этого перемножить цену деления на количество делений, т.е. применить адекватный метод, а именно метод математических вычислений. Также как и человек, знающий русский язык, применяет адекватный метод, читая русский текст. Таким образом, можно считать, что информация – это продукт взаимодействия данных и адекватных методов.
Из выше сказанного можно сделать вывод о диалектическом единстве данных и адекватных им методов. Три положения диалектического единства методов и данных:
Из выше сказанного следует, что информация не является статическим объектом, она появляется и существует в момент слияния методов и данных, все прочее время она пребывает в форме данных.
Информация не является ни материей, ни энергией. В отличие от них она может возникать и исчезать. Например, кусок каменного угля несет в себе «отражение» событий, произошедших в далекие времена, т.е. обладает свойством информативности; деловое письмо с предложением сотрудничества информативно настолько, насколько отражает намерения определенного ведомства. Но информация в куске каменного угля или в деловом письме может исчезнуть, если исчезнет ее носитель, например, сгорит.
Особенностью информации является то, что она проявляется только при взаимодействии объектов, причем обмен информацией может совершаться не вообще между любыми объектами, а только между теми из них, которые организованы в некоторую систему. Элементами этой системы могут быть не только люди: обмен информацией может происходить и в животном, и растительном мире, между живой и неживой природой, людьми и устройствами. Так информация, заключенная в куске каменного угля проявится лишь при взаимодействии с человеком, а растение, получая информацию о свете, днем свои лепестки раскрывает, а ночью закрывает.
Человек воспринимает первичные данные различными органами чувств (зрение, слух, осязание, обоняние, вкус), и на их основе сознанием могут быть построены вторичные абстрактные (смысловые, семантические) данные. Таким образом, первичная информация может существовать в виде рисунков, фотографий, звуковых, вкусовых ощущений, запахов; а вторичная – в виде чисел, символов, текстов, чертежей, радиоволн, магнитных записей.
3.7 Меры информации.
3.7.1 Синтаксическая мера информации.
Для измерения информации на синтаксическом уровне вводятся два параметра: объем информации (данных) –VД (объемный подход) и количество информации – I (вероятностный подход).
Объем информации VД (объемный подход.)
При реализации информационных процессов информация передается в виде сообщения, представляющего собой набор символов какого-либо алфавита. При этом каждый новый символ увеличивает количество информации. Если теперь количество информации, содержащейся в сообщении из одного символа, принять за единицу, то объем информации (объем данных) VД в любом другом сообщении будет равен количеству символов (разрядов) в этом сообщении.
Предположим, что мы конструируем сообщение, используя двоичную систему счисления. Ее алфавит состоит из 2-х символов: 0 и 1. Величину, способную принимать лишь два значения (0 или 1) называют битом.
Бит – это наименьшая единица количества информации. Бит берется за эталон.
Понять сообщение, закодированное в виде 0 и 1, можно только тогда, когда условились о фиксированной длине слова, состоящего из 0 и 1. Такой длиной стали считать восемь символов, т.е. восемь бит, которые по-другому называют байтом.
Итак, 1 байт = 8 бит. При работе с большими объемами информации для подсчета ее количества удобнее пользоваться более крупными единицами:
1 Килобайт = 1024 б (210 байт);