Гипертекстовые технологии

          В процессе передачи информация  может теряться, искажаться из-за помех и вредных воздействий. Причины таких воздействий могут быть как технического характера - перегрузки, вибрации, электрические и магнитные поля, перепады температур, давления, влажности окружающей среды, так и следствием человеческого вмешательства. Для нейтрализации помех применяются устойчивые материалы и средства связи, программируются избыточные коды, позволяющие восстановить исходную информацию. Развитие цифровых каналов связи открывает новые возможности пользователям компьютерных сетей.

          Для защиты информации от несанкционированного вмешательства возникает необходимость ее засекречивания. На бытовом уровне иногда подменяются понятия кодирования и шифрования.

     Шифром  называют секретный код преобразования информации с целью ее защиты от незаконных пользователей. Защита информации - важный компонент процессов хранения, обработки, передачи и использования информации в системах любого типа, особенно социальных и технических. Изобретением и использованием шифров занимается наука криптография.

          Обработка информации - процесс получения  новой информации на базе уже  имеющейся. Преобразование информации  может быть связано с изменением  ее содержания или формы представления.  В последнем случае говорят  о кодировании информации. Например, шифрование информации или перевод текстов на другой язык.

          Упорядочивание информации (расписания), поиск нужной информации в  информационном массиве (номер  телефона в телефонной книге)  являются другими вариантами  обработки. Редактирование текста, математические вычисления, логические умозаключения - примеры процедур получения новой информации.

          Обработка информации может производиться  формально, руководствуясь правилами  по заданному алгоритму. Либо  применяется эвристический подход, при котором создаётся новая система действий или открываются неизвестные ранее закономерности изучаемой информации.

          Информация не может существовать  без своего носителя. Носитель  информации - это среда, непосредственно  хранящая информацию. Носителем информации о самом себе является практически любой предмет, явление, живое существо. Можно использовать и другие средства для хранения информации о чем-либо. Это может быть материальный предмет (камень, дерево, папирус, бумага, магнитные, оптические носители информации).

     Чтобы иметь возможность в будущем многократно воспользоваться информацией, используют так называемые внешние (по отношению к человеческой памяти) носители информации. Записные книжки, справочники, магнитные записи, картины, фото и т.д. Для извлечения информации из внешних носителей зачастую требуется много времени и необходимы дополнительные средства. Например, для того, чтобы получить информацию, содержащуюся на аудиокассете, необходим магнитофон.

          В обществе хранение носителей  с информацией организуется в  специальных хранилищах. Для книг - это библиотеки, для картин и рисунков - художественные музеи, для документов - архивы, патентные бюро и т.д. Вычислительная техника дает огромные возможности для организованного хранения информации в компактной форме: электронные, магнитные, оптические носители. Здесь играют роль такие показатели, как информационная емкость, время доступа к информации, надежность хранения, время безотказной работы.  

     1.3. Единицы измерения информации 

     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.

     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. 
 
 

     1.4. Измерение информации 

     Формулу для вычисления количества информации, учитывающую неодинаковую вероятность  событий, предложил К. Шеннон в 1948 году. Количественная зависимость между  вероятностью события р и количеством  информации в сообщении о нем x выражается формулой: x=log2 (1/p). Качественную связь между вероятностью события и количеством информации в сообщении об этом событии можно выразить следующим образом - чем меньше вероятность некоторого события, тем больше информации содержит сообщение об этом событии.

          Рассмотрим некоторую ситуацию. В коробке имеется 50 шаров.  Из них 40 белых и 10 черных. Очевидно, вероятность того, что при вытаскивании "не глядя" попадется белый  шар больше, чем вероятность попадания  черного. Можно сделать заключение  о вероятности события, которые интуитивно понятны. Проведем количественную оценку вероятности для каждой ситуации. Обозначим p_ч - вероятность попадания при вытаскивании черного шара, р_б - вероятность попадания белого шара. Тогда: р_ч=10/50=0,2; рб40/50=0,8. Заметим, что вероятность попадания белого шара в 4 раза больше, чем черного. Делаем вывод: если N - это общее число возможных исходов какого-то процесса (вытаскивание шара), и из них интересующее нас событие (вытаскивание белого шара) может произойти K раз, то вероятность этого события равна K/N. Вероятность выражается в долях единицы. Вероятность достоверного события равна 1 (из 50 белых шаров вытащен белый шар). Вероятность невозможного события равна нулю (из 50 белых шаров вытащен черный шар).

           Количественная зависимость между вероятностью события р и количеством информации в сообщении о нем x выражается формулой:

     

 

     В задаче о шарах количество информации в сообщении о попадании белого шара и черного шара получится:

     

 

           Рассмотрим некоторый алфавит из m символов:  и вероятность выбора из этого алфавита какой-то i-й буквы для описания (кодирования) некоторого состояния объекта. Каждый такой выбор уменьшит степень неопределенности в сведениях об объекте и, следовательно, увеличит количество информации о нем. Для определения среднего значения количества информации, приходящейся в данном случае на один символ алфавита, применяется формула. В случае равновероятных выборов p=1/m. Подставляя это значение в исходное равенство, мы получим

     Рассмотрим  следующий пример. Пусть при бросании несимметричной четырехгранной пирамидки вероятности выпадения граней будут следующими: p1=1/2, p2=1/4, p3=1/8, p4=1/8, тогда количество информации, получаемое после броска, можно рассчитать по формуле:

     Для симметричной четырехгранной пирамидки количество информации будет: H=log24=2(бит).

        Заметим, что для симметричной  пирамидки количество информации  оказалось больше, чем для несимметричной  пирамидки. Максимальное значение  количества информации достигается  для равновероятных событий. 

 

Глава 2 Гипертекстовые технологии

2.1 Гипертекст-понятие. 

     Гипертекст - технология на базе средств обработки  больших, глубоко вложенных, структурированных, связанных семантически, понятийно  текстов, информации, которые организованы в виде фрагментов (текста), относящихся к одной и той же системе объектов, расположенных в вершинах некоторой сети и выделяемых обычно цветом. Они позволяют при машинной реализации быстро, нажатием нескольких клавиш, вызывать и помещать в нужное место просматриваемого или организуемого нового текста нужные фрагменты гипертекста, "привязанные" к выделенным по цвету ключевым словам или словосочетаниям.

Гипертекстовая  технология позволяет определять, выбирать вариант актуализации информации гипертекста  в зависимости от информационных потребностей пользователя и его возможностей, уровня подготовки. При работе с гипертекстовой системой, пользователь имеет возможность просматривать документы (страницы текста) в том порядке, в котором ему это больше нравится, а не последовательно, как это принято при чтении книг. Достигается это путем создания специального механизма связи различных страниц текста при помощи гипертекстовых ссылок.

В настоящее  время наибольшее распространение  гипертекст как принцип интерактивной  обучающей среды получил при создании электронных обучающих средств. Представление учебного материала в гипертекстовой форме существенно изменяет структуру и расширяет возможности электронного текста.

С развитием  компьютерных средств мультимедиа  гипертекст начал превращаться в более наглядную информационную форму, получившую название "гипермедиа", т.е. структура, содержащая текст, аудио - и видеофрагменты, соединенные ссылками в соответствии с логикой сюжета. Технология гипермедиа позволяет с помощью программного обеспечения и технологических средств объединить на компьютере гипертекст, графические (статические) изображения, анимационные фрагменты, аудио- и видеозаписи.

Информация, идущая от разных объектов, должна быть согласованной, чтобы ее воздействие  не ослабляло, а усиливало восприятие. Текст, сопровождаемый рисунком, воспринимается лучше, образ, составленный путем наложения фонового изображения, динамического объекта, анимации, звукового и речевого сопровождения способен проявить синергический взаимоусиливающий эффект при его восприятии.

Итак, основная идея гипертекстовых систем заключается  в концепции автоматически поддерживаемых связей между различными фрагментами  информации (информационными единицами). Поддержка таких связей позволяет  организовывать "нелинейные" информационные структуры.

В качестве гиперссылок в электронном тексте могут выступать:

• ссылки на словарь терминов и понятий (выделение  ключевых слов в тексте);

• ссылки на персоналии (портреты и краткие  биографические сведения);

• ссылки на статические иллюстрации (изобразительные и условно-графические, в т.ч. схемы, таблицы и т.д.);

• ссылки на мультимедийные элементы (анимации, аудио- и видеофрагменты);

• ссылки на хрестоматийный или дополнительный материалы;

• ссылки на структурные элементы текста (оглавление, номер темы, пункт и подпункт, список вопросов для закрепления и устных развернутых ответов и др.);

• ссылки на список монографий, учебной и  научной литературы (приводится в  конце темы или всего курса);

• ссылки на список организаций;

• ссылки на список исторических событий или  дат (хронологический указатель);

• ссылки на список географических названий;

• ссылки на Интернет-ресурсы (образовательные  сайты, электронные библиотеки, мультимедийные приложения и др.).

При создании гипертекста автор должен выделить гиперссылки из общей массы текста. Для этого можно использовать следующие приемы:

• изменение  цвета ссылки относительно общего цвета  текста;

• изменением начертания шрифта (например, общий  шрифт).

2.2 История создания  гипертекста.

     Первой  системой гипертекста принято считать  толкование Книги псалмов Гильберта  Порретанского из Пуатье (около 1150 года н. э.). Специальные пометки на полях  отсылали читателя на страницы в других местах книги. Не хватало только компьютера, чтобы гиперссылками стало удобно пользоваться.