Информация и ее виды. Сообщение и шум. Кодирование и измерение информации. Информационные процессы.

Информатика — это наука, которая изучает структуру и свойства информации, а также закономерности и методы представления, поиска, хранения, обработки и передачи информации с помощью компьютерных систем (ЭВМ).
Основа информатики — информационные технологии — совокупность средств и методов, с помощью которых осуществляются информационные процессы во всех сферах жизни и деятельности человека.

Основные направления развития информатики

• Теория информации — изучает свойства информации и информационные процессы;
• Математическое моделирование — изучает методы вычислительной и прикладной математики, их применение к исследованиям в разных областях человеческих знаний;
• Теория искусственного интеллекта — моделирует способы мышления человека;
• Системный анализ — изучает средства подготовки и принятия решений;
• биоинформатика — изучает информационные процессы в биологических системах;
• социальная информатика — изучает информационные процессы в обществе;
• разработка вычислительных систем и программного обеспечения;
• компьютерная графика, анимация, средства мультимедиа;
• телекоммуникационные системы и сети;
• информатизация производства, науки, образования, медицины, торговли, промышленности, сельского хозяйства и других областей человеческой деятельности.

ИНФОРМАЦИЯ

Ключевым понятием информатики как науки есть понятие — информация.
Информация – это содержание сообщения или сигнала; сведения, рассматриваемые в процессе их передачи или восприятия, позволяющие расширить знания об интересующем нас объекте.
Кроме того, понятие «Информация» характеризуют, перечисляя свойства информации.

Свойства информации

1. Объективность. Информация - отображение внешнего мира, а он существует независимо от нашего сознания, знаний, мыслей и суждений о нем.
2. Достоверность. Информация есть достоверной, если она отображает истинное состояние дел. На основе достоверной информации принимаются правильные решения.
3. Полнота. Информацию можно назвать полной, если ее достаточно для понимания ситуации и принятия правильного решения.
4. Актуальность информации - важность, существенность для определенного времени.
5. Полезность (ценность). Степень полезности информации зависит от потребностей конкретных людей и от тех задач, которые с помощью добытой информации можно решить. Полезность - это практическая ценность информации для конкретного человека.
6. Понятность (доступность). Информация должна быть представлена в доступном для восприятия виде.

Характерные особенности информации

1. Информация - это нематериальная субстанция, но передается она с помощью материальных носителей - знаков и сигналов - или с помощью физических процессов, которые изменяются с течением времени. (В случае записи информации на CD-Диск его масса не изменяется.)
2. Информация зависит не только от самых знаков и сигналов, но и от их взаимного расположения. (Кот - ток)
3. Если с одной точки пространства информация передастся в другую, то в начальной точке она не исчезает. (Читая книгу, мы получаем информацию, но при этом она остается на бумаге.)
4. Информация понятна лишь для того, кто способен ее распознать. (Пример: текст иностранным языком)

СООБЩЕНИЕ

Сообщение — последовательности сигналов разной природы: звук, текст, изображение, жесты, электрические сигналы и т.п..
Сообщения могут передаваться:

• от человека к человеку (сообщения обычно передаются в устной или письменной форме),
• от человека к устройству и наоборот,
• между устройствами (сообщения обычно передаются с помощью сигналов).

ШУМ

Часть сообщения, которое не несет полезной информации, называют шумом
Например: Не повышают уровня нашей осведомленности (а поэтому, несут шум)

• сообщение, написанное, китайскими иероглифами или произнесенное на японском языке, если мы не знаем этих языков.
• сообщение о результате футбольного матча, который мы уже знаем,
• сообщение об известных формулах из курса физики или математики и т.п.

Информация может превращаться в шум (если какое-то сообщение услышали повторно), и наоборот, шум может превращаться в информацию (формулы для вычисления корней квадратного уравнения является шумом для первоклассника, информацией для этого ученика 8 класса, при изучении темы)

 

КОДИРОВАНИЕ СООБЩЕНИЙ

Кодирование информации – это представление ее с помощью какой-нибудь последовательности сигналов (сообщений).
Кодирование — это процесс замены знаков одного набора знаками другого набора с сохранением содержания той информации, которая подается с помощью этих знаков.
В вычислительной технике информацию чаще всего подают в двоичной системе, т.е. с помощью двух чисел 0 и 1.
Если кодирования осуществляется с помощью двух элементов (например, « + » и «-» или «0» и «1»), то такое кодирование называется двоичным. Двоичное кодирование – это последовательность из фиксированного количества символов 0 и 1.
Цифры 0 и 1 называются битами.

Кодирование текстовой информации.

Символы в кодовых таблицах (ASCII) нумеруются числами, и эти номера называются кодами символов. Тексты нужно рассматривать как последовательности символов, и текстовая информация в памяти вычислительных машин подается в виде последовательности числовых кодов тех символов, из которых она составляется.

Кодирование графической информации.

Графические изображения на экранах мониторов формируются путем подсветки всех точек экрана определенным цветом. Элементом графического изображения есть точка - пиксель (Picture Element). Распространенным подходом к кодированию графических изображений есть занесение в память вычислительных машин кодов цветов точек, из которых они составляются, причем в такой последовательности, в которой эти точки находятся на экране (в каждой строке слева направо).

Кодирование числовой информации.

Двоичные коды целых чисел строятся путем перевода их в двоичную систему исчисления.

Кодирование звуковой информации.

По своей физической природе звук, который воспринимается органами слуха человека, — это звуковые волны, которые распространяются в упругой среде. Математически такие волны описываются уравнениями, в состав которых входят такие определяющие числовые величины, как частота колебаний, амплитуда, фаза смещения. А это есть числа, которые кодируются по общепринятым правилам.

Кодирование управляющей информации.

Управляющая информация предназначена для восприятия ее некоторым исполнителем.
Если исполнителем является техническое устройство, то он владеет определенной системой команд, которые можно подавать на его вход. Если исполнителем команд является микропроцессорная техника (калькуляторы, компьютеры и т.п.), то систему команд таких исполнителей составляют команды их процессоров. Для компьютеров эти команды образовывают язык машинных команд. Управляющая информация в таком случае записывается в виде соответствующих программ.

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

Основной единицей измерения информации в вычислительной технике является бит.
Информационный объем – количество бит в сообщении.
1 байт = 2³ = 8 бит
Байт и бит и есть единицы измерения информации.
Пример: МАМА_МЫЛА_РАМУ – 14 знаков - 14 байт (112бит).
Поэтому наряду с битами и байтами используют более крупные единицы:

• 1Кбит(кило) = 2¹⁰ =1024 бит
• 1Мбит (мега) = 2²⁰ = 1048576 бит
• 1Гбит(гига) = 2³⁰ = 1073741824 бит
• 1Кбайт(кило) = 1024 байта
• 1Мбайт(мега) = 1024 Кбайта
• 1Гбайт (гига) = 1024 Мбайта
• 1Тбайт (тера) = 1024 Гбайта
• 1Пбайт (пета) = 1024 Тбайта

Анекдот в тему: каждый ученик твердо знает, что в 1 кг 1000 г, и только программист абсолютно уверен что, в 1 кг 1024 г.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ

Информационные процессы — это процессы поиска и накопления, обработки и использования, представления, хранения и защиты информации.
Обработка информации — это процесс ее преобразования, который выполняется по некоторым правилам. Обработка информации зависит от содержания входной информации, но во время самой обработки информация не осмысливается, а лишь превращается по разработанным алгоритмам.

Общее: и в жизни и в информатике для информации присущи ее сбор, обработка, передача, использование, хранение.