Что значит различные способы представления информации
Способы представления информации
Понятие информации, виды информации
Слово “информация” происходит от латинского слова «informatio», что в переводе означает сведение, разъяснение, ознакомление. Понятие “информация” в курсе информатики является базовым (основным), его нельзя дать через другие, более простые понятия. В геометрии, например, базовыми являются понятия: “точка”, “луч”, “плоскость”. Содержание базовых понятий в любой науке поясняется на примерах или выявляется путем сопоставления с содержанием других понятий.
Информация – это сведения об окружающем мире, которые повышают уровень осведомленности человека.
В науке под информацией понимается новое полученное знание. Например, математик включит в это понятие те сведения, которые человек не получал, а сам создал с помощью умозаключений.
В кибернетике понятие информация связано с процессами управления в сложных системах, та часть знаний, которая используется для ориентирования, активного действия, управления, в целях сохранения, развития системы;
Основные виды информации по ее форме представления, способам ее кодирования и хранения, что имеет наибольшее значение для информатики, это:
ü Графическая или изобразительная — первый вид, для которого был реализован способ хранения информации об окружающем мире в виде наскальных рисунков, а позднее в виде картин, фотографий, схем, чертежей на бумаге, холсте, мраморе и др. материалах, изображающих картины реального мира;
ü Звуковая— мир вокруг нас полон звуков и задача их хранения и тиражирования была решена с изобретение звукозаписывающих устройств в 1877 г. ее разновидностью является музыкальная информация — для этого вида был изобретен способ кодирования с использованием специальных символов, что делает возможным хранение ее аналогично графической информации;
ü Текстовая— способ кодирования речи человека специальными символами — буквами, причем разные народы имеют разные языки и используют различные наборы букв для отображения речи; особенно большое значение этот способ приобрел после изобретения бумаги и книгопечатания;
ü Числовая— количественная мера объектов и их свойств в окружающем мире; особенно большое значение приобрела с развитием торговли, экономики и денежного обмена; аналогично текстовой информации для ее отображения используется метод кодирования специальными символами — цифрами, причем системы кодирования (счисления) могут быть разными;
ü Видеоинформация— способ сохранения «живых» картин окружающего мира, появившийся с изобретением кино.
Классификация информации
1. по способу восприятия:
ü Визуальная — воспринимаемая органами зрения.
ü Аудиальная — воспринимаемая органами слуха.
ü Тактильная — воспринимаемая тактильнымирецепторами.
ü Обонятельная — воспринимаемая обонятельнымирецепторами.
ü Вкусовая — воспринимаемая вкусовымирецепторами.
2. по форме представления:
ü Текстовая— передаваемая в виде символов, предназначенных обозначать лексемы языка.
ü Числовая— в виде цифр и знаков, обозначающих математические действия.
ü Графическая— в виде изображений, предметов, графиков.
ü Звуковая— устная или в виде записи и передачи лексем языка.
ü Массовая— содержит тривиальные сведения и оперирует набором понятий, понятным большей частисоциума.
ü Специальная — содержит специфический набор понятий, при использовании происходит передача сведений, которые могут быть не понятны основной массе социума, но необходимы и понятны в рамках узкой социальной группы, где используется данная информация.
ü Секретная — передаваемая узкому кругу лиц и по закрытым (защищённым) каналам.
ü Личная(приватная) — набор сведений о какой-либо личности, определяющий социальное положение и типы социальных взаимодействий внутри популяции.
ü Актуальная — информация, ценная в данный момент времени.
ü Достоверная — информация, полученная без искажений.
ü Понятная — информация, выраженная на языке, понятном тому, кому она предназначена.
ü Полная — информация, достаточная для принятия правильного решения или понимания.
ü Полезная — полезность информации определяется субъектом, получившим информацию в зависимости от объёма возможностей её использования.
Способы представления информации
Информация может храниться и быть представлена в электронном виде и в виде твердой копии.
Твердой копией называют вид представления информации, имеющей возможность храниться отдельно от средств, на которых она была созданаине требует для прочтения специальных технических устройств. Твердые копии могут быть выполнены на бумаге, пленке, камне, металле, стеклеи других видах физических носителей.
Электронный вид информации для представления требует специальные электронные устройства. Наиболее распространенными электронными устройствами, предназначенными для хранения, обработки и отображения информации, в настоящее время являются персональные ЭВМ.
Текстовый способ характеризуется тем, что информация излагается в виде сплошного текста. Текст может включать символьные обозначения и цифровые значения отдельных величин. В текст часто помещаются формулы.
При графическом способе представления информации используются рисунки, фотографии, чертежи, графики, схемы и другие графические объекты, визуально отображающие информацию.
Табличный способ характерен тем, что строго форматизированные данные тщательно систематизируются по определенным признакам и располагаются в строго определенных этими признаками полях документа, называемого таблицей. Как правило, первая строка и первый столбец таблицы служат для размещения показателей, а в полях (ячейках) таблицы располагаются их значения.
Что значит различные способы представления информации
Виды информации. Представление информации.
По способу восприятия информации человеком можно выделить визуальную (зрительную), аудиальную (звуковую), обонятельную (запахи) вкусовую, тактильную (осязательную), вестибулярную и мышечную информацию (рис.3).
Визуальную информацию люди воспринимают с помощью глаз. Человек может увидеть объект или явление, букву или цифру, картину или фильм, схему или карту, жест или танец. Аудиальную информацию люди воспринимают с помощью ушей. Человек может услышать произвольные звуки, шум, музыку, пение и речь. Обонятельную информацию, или запахи, человек воспринимает с помощью носа. Запах можно охарактеризовать как терпкий или пряный, приятный или неприятный, тяжелый или легкий. Вкусовую информацию человек воспринимает с помощью языка. Вкус может быть горький или сладкий, кислый или соленый. Тактильную информацию человек воспринимает кожей. Прикасаясь к предмету, можно определить его температуру (холодный или горячий) и вид поверхности (гладкая или шероховатая, мокрая или сухая). Вестибулярную информацию человек воспринимает с помощью вестибулярного аппарата, который отслеживает положение тела человека в трехмерном пространстве. Летя в самолете и не видя горизонта, человек может определить, куда и как он перемещается: вверх или вниз, вправо или влево, ускоренно или замедленно. Мышечную информацию люди воспринимают с помощью мышц. Закрыв глаза, человек не пронесет ложку с супом мимо своего рта, может дотронуться указательным пальцем до своего носа, сравнить массу гирь, одинаковых на ощупь.
Воспринимать информацию могут не только люди, но и животные, и растения. Однако в отличие от людей, восприятие информации животными и растениями имеет свои особенности. Например, слоны способны воспринимать звуки, которые не слышит человек, у собак лучше всего развито обоняние, у летучих мышей – слух, а растения могут получать информацию с помощью корней и листьев. Несмотря на эти особенности, в живой природе, так же как и в мире людей, информация играет важную роль в обеспечении жизненных процессов. Воспринимаемую с помощью органов чувств информацию человек стремится выразить так, чтобы она была понятна другим. Одну и ту же информацию, в зависимости от цели деятельности, можно выразить разными способами и представить в разной форме.
По форме представления принято выделять числовую, текстовую, графическую, звуковую и комбинированную информацию (рис. 4).
Рис. 4. Виды информации по форме представления
Например, если человек хочет выучить слова песни наизусть, то, скорее всего, он запишет стихи с помощью букв. В этом случае информация будет представлена в текстовой форме. Запомнить мелодию песни позволит прослушивание этой песни в исполнении певца или музыканта. В этом случае информация будет представлена в звуковой форме. Образ, навеянный стихами или мелодией, можно изобразить в графической форме с помощью рисунка.
Для того чтобы выяснить количество поклонников исполнителя песни, необходимо их подсчитать и результат представить в числовой форме. Каждая из этих форм представления информации имеет свои особенности. Графическая информация наиболее доступна, так как срезу передает визуальный образ.
Для представления информации человек использует различные знаки. Один и тот же знак может иметь разный смысл. Если человек наделил знак смыслом, то этот знак называют символом
Например, нарисованный овал может означать или букву «О», или цифру ноль, или химический элемент кислород, или геометрическую фигуру. В нашем примере нарисованный овал – это знак. Буква, цифра и обозначение химического элемента являются символами.
Для того чтобы понимать смысл информации, представленной с помощью символов, человеку необходимо знать не только символы, но и правила составления сообщений из этих символов. Говоря другими словами, человеку необходимо знать язык. Язык может быть разговорным, языком рисунков, мимики и жестов, языком науки и искусства.
Выделяют естественные (разговорные) и искусственные языки (рис. 5).
Естественные языки исторически сложились в процессе развития человеческой цивилизации. К естественным языкам относятся русский, английский, китайский и многие другие языки. В мире насчитывается более 10 тыс. разных языков, диалектов и наречий.
Искусственные языки специально созданы для профессионального применения в какой-либо области человеческой деятельности. Некоторые искусственные языки складывались в течение длительного исторического периода, например язык математических обозначений. С этой точки зрения они мало отличаются от естественных языков. Примерами искусственных языков являются эсперанто, языки программирования, язык математики, язык химии, язык логики, язык флажков на флоте, язык дорожных знаков.
Некоторые естественные языки имеют искусственно созданные алфавиты. Так, например, авторами русского языка являются Кирилл и Мефодий.
Представление информации с помощью определенного языка всегда связано с алфавитом. Алфавит содержит конечный набор символов, из которых можно составить как угодно много слов. Все символы в алфавите упорядочены.
Количество символов в алфавите называют мощность алфавита.
Представленную информацию можно преобразовать из одной последовательности знаков в другую, не задумываясь о смысле сообщения. Такой процесс преобразования сообщения называется кодированием. Обратный процессом кодированию является процесс декодирования. Для того чтобы выполнить кодирование или декодирование, необходимо знать правила перевода одних знаков в другие знаки. Говоря другими словами, надо знать код или шифр.
По мере развития средств появились различные способы кодирования информации. Например, кодирование с помощью азбуки (кода) Морзе (длительный сигнал – тире, короткий сигнал – точка, нет сигнала – пауза), с помощью двоичного кода (нет сигнала – 0, есть сигнал – 1). Кодирование используется для представления информации в такой форме, которая будет наиболее удобна для работы человека или технического устройства. Например, человеку удобно и привычно работать с десятичными числами, а компьютер настроен на работу с двоичными числами. Поэтому десятичное число, введенное с помощью клавиатуры компьютера, кодируется в двоичное число. При выводе числа на экран монитора происходит декодирование из двоичного числа в десятичное число. Кодирование информации необходимо не только для ее рационального представления, но и для ее эффективной защиты. Не случайно другим примером кода является пин-код сотового телефона или банковской карточки, а также код, используемый в качестве ключа от цифрового замка дорожной сумки.
Виды информации по форме представления
Всего получено оценок: 138.
Всего получено оценок: 138.
Любое сообщение можно представить по-разному. Можно написать письмо, нарисовать рисунок, сделать фотографию или снять видеофильм. Информация может быть различных видов в зависимости от того, какой способ выбран для ее представления.
Виды информации по форме представления
Ежедневно люди узнают что-то новое – получают новую информацию. Информация – это знания об окружающем мире. Новые сведения можно получить: из телевизионных передач, из книг, из объяснений учителя на школьных уроках.
Человек может получить знания о любом предмете по-разному: услышать о нем рассказ, увидеть собственными глазами, потрогать и даже понюхать. Поэтому сообщение, которое мы хотим передать кому-либо, можно представить в различном выражении.
Различают следующие виды информации по форме представления:
Расскажем кратко о видах информации по форме представления.
Текстовая информация
Текстовая информация – это информация, представленная в форме текстового сообщения, которое написано или напечатано. Здесь кодирование речи выполняется с помощью специальных символов – букв. Закодировать информацию, представив ее в виде текста, можно с помощью алфавитов всех существующих естественных языков, на которых общаются между собой люди.
В каждом языке свой набор букв или специальных знаков – иероглифов. Сначала тексты писали от руки, затем с изобретением книгопечатания, появились печатные тексты.
Рис. 1. Китайская каллиграфия.
Числовая информация
Числовая информация – это количественное отображение свойств объектов окружающего мира. Все характеристики объекта, которые можно представить в виде чисел: масса, высота, скорость передвижения – это числовая информация. Существуют различные системы цифр, с помощью которых выражаются количественные характеристики: арабские, римские, клинопись – система знаков в виде клиньев. В памяти компьютера данные также представляются в числовом формате – в виде двоичного кода, который представляет собой набор нулей и единиц. Большое значение числовая форма представления информации приобрела с возникновением товарно-денежных отношений.
Любой текст можно закодировать цифрами, используя специальные системы кодирования, когда каждой букве соответствует определенный набор чисел. Такой способ шифрования называется шифром простой подстановки. Здесь каждой букве ставится в соответствие ее порядковый номер в алфавите языка. Например, А – первая буква алфавита имеет номер 1, Б – 2.
Рис. 2. Двоичный код.
Графическая информация
Графическая информация — это информация, представленная в виде картин, чертежей, рисунков, фотографий. Графическая форма дала возможность хранить сведения об окружающем мире. Первые наскальные рисунки древности являются примером такого вида информации. Пещерная живопись является источником ценных сведений для множества научных дисциплин, связанных с изучением древности. На них переданы в виде картинок подробности об истории изучаемой местности.
Известно, что человек воспринимает 80 % информации с помощью органов зрения. Поэтому графическая форма представления так популярна. Как говорится, лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать.
По мнению американских ученых, лучше всего запоминается информация, находящаяся в правом верхнем углу области печати и меньше всего схватывается информация из левого нижнего угла.
Звуковая информация
Звуковая информация — это все что можно услышать: музыка, речь человека, шум машин за окном. С древних времен песни и музыкальные произведения передавались из уст в уста, от музыканта к музыканту. Позже придумали способ кодирования музыки с помощью специальных символов – нот.
С появление звукозаписывающих устройств появилась возможность хранения и распространения звуковой информации. Теперь достаточно купить музыкальный диск любимого исполнителя или найти в Интернете понравившуюся композицию.
Видеоинформация
Видеоинформация — это информация, представленная в виде движущихся изображений – фильмов. С появлением в конце 19 века кинематографа появилась возможность сохранения «живых» картин окружающего мира. Кинематограф стал важной частью современной культуры.
Что мы узнали?
Информация – это сведения об окружающем мире, которые могут быть представлены в разном виде. В зависимости от формы представления различают текстовую, числовую, графическую, звуковую и видеоинформацию.
Информация и формы её представления
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «УРАЛЬСКИЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ»
ИНФОРМАЦИЯ И ФОРМЫ ЕЁ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
09.02.03 Программирование в компьютерных сетях
Выполнил обучающийся гр. П-270 ________ Аликин Максим Андреевич
Оценка за выполнение ______________
Проверила ______________ Малышева Светлана Ивановна
Новый Уренгой 2020
Основные понятия 4
Формы представления информации 5
Передача информации 6
Понятие информации является основополагающим понятием информатики. Любая деятельность человека представляет собой процесс сбора и переработки информации, принятия на ее основе решений и их выполнения. С появлением современных средств вычислительной техники информация стала выступать в качестве одного из важнейших ресурсов научно-технического прогресса.
Информация содержится в человеческой речи, текстах книг, журналов и газет, сообщениях радио и телевидения, показаниях приборов и т. д. Человек воспринимает информацию с помощью органов чувств, хранит и перерабатывает ее с помощью мозга и центральной нервной системы.
Понятие информации используется во всех сферах: науке, технике, культуре, социологии и повседневной жизни. Конкретное толкование элементов, связанных с понятием информации, зависит от метода конкретной науки, цели исследования или просто от наших представлений.
С позиции философии информация есть отражение реального мира с помощью сведений (сообщений).
Более узкое определение дается в технике, где это понятие включает в себя все сведения, являющиеся объектом хранения, передачи и преобразования.
С понятием информации связаны такие понятия, как сигнал, сообщение и данные.
Сигнал (от латинского signum — знак) представляет собой любой процесс, несущий информацию.
Сообщение — это информация, представленная в определенной форме и предназначенная для передачи.
Данные — это информация, представленная в формализованном виде и предназначенная для обработки ее техническими средствами, например, ЭВМ.
Формы представления информации
Различают две формы представления информации — непрерывную и дискретную (рис.1).
Поскольку носителями информации являются сигналы, то в качестве последних могут использоваться физические процессы различной природы. Например, процесс протекания электрического тока в цепи, процесс механического перемещения тела, процесс распространения света и т. д. Информация представляется (отражается) значением одного или нескольких параметров физического процесса (сигнала), либо их комбинацией.
Следует различать непрерывность или дискретность сигнала по уровню и во времени.
Результат регистрации сигналов информатика рассматривает как данные.
Таким образом, в информатике данные — это зарегистрированные сигналы. 
Информация передаётся в форме сообщений от некоторого источника информации к её приёмнику посредством канала связи между ними. Источник посылает передаваемое сообщение, которое кодируется в передаваемый сигнал. Этот сигнал посылается по каналу связи. В результате в приёмнике появляется принимаемый сигнал, который декодируется и становится принимаемым сообщением.
Пути и процессы, обеспечивающие передачу сообщений от источника информации к ее потребителю, называются информационными коммуникациями .
Информацию можно сгруппировать по различным признакам, т. е. классифицировать по видам. Например, в зависимости от области возникновения информацию, отражающую процессы и явления неодушевленной природы, называют элементарной, отражающую процессы животного и растительного мира — биологической, человеческого общества — социальной.
Для потребителя информации очень важной характеристикой является ее адекватность.
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.
Формы представления информации
Информатика
Задачи, связанные с хранением, передачей и обработкой информации, человеку приходилось решать во все времена: требовалось передавать знания из поколения в поколения, искать нужные книги в хранилищах, шифровать секретную переписку. К концу XIX века количество документов в библиотеках стало настолько велико, что возникла необходимость применить научный подход к задачам хранения и поиска накопленной информации. В это время зародилось новое научное направление, в котором изучалась документальная информация, т. е. информация в виде документов (книг, журналов, статей и т. п.). В английском языке оно получило название information science (информационная наука, наука об информации).
Применение компьютерной техники значительно увеличило возможности людей в области работы с информацией, позволив автоматизировать рутинную работу. Считается, что слово «информатика» в современном значении образовано в результате объединения двух слов: «информация* и «автоматика». Таким образом, получается «автоматическая работа с информацией». В английском языке существует близкое по значению выражение computer science (наука о компьютерах).
Современная информатика, которая стала самостоятельной наукой в 70-х годах XX века, изучает теорию и практику обработки информации с помощью компьютерных систем. Обычно к информатике относят следующие научные направления:
• теоретическую информатику (теорию информации, теорию кодирования, математическую логику, теорию автоматов и др.);
• вычислительную технику (устройство компьютеров и компьютерных сетей);
• алгоритмизацию и программирование (создание алгоритмов и программ);
• прикладную информатику (персональные компьютеры, прикладные программы, информационные системы и т. д.);
• искусственный интеллект (распознавание образов, понимание речи, машинный перевод, логические выводы, алгоритмы самообучения)
Что такое информация?
Латинское слово informatio переводится как «разъяснение», «сведения». В быту под информацией мы обычно понимаем любые сведения или данные об окружающем нас мире и о нас самих. Однако дать общее определение информации весьма непросто. Более того, в каждой области знаний слово «информация» имеет свой смысл.
Попробуем посмотреть на информацию с разных сторон и попытаться выявить некоторые её свойства.
Прежде всего информация «бестелесна», или нематериальна, она не имеет формы, размеров, массы. С этой точки зрения информация — это то содержание, которое человек с помощью своего сознания «выделяет» из окружающей среды.
Информация характеризует разнообразие (неоднородность) в окружающем мире.
Зачем вообще нам нужна информация? Дело в том, что наше знание всегда в чём-то неполно, в нём есть неопределенность. Например, вы стоите на остановке и не знаете, на каком именно автобусе вам нужно ехать в гости к другу (его адрес известен). Неопределённость мешает вам решить свою задачу. Нужный номер автобуса можно определить, например, по карте с маршрутами транспорта. Очевидно, что при этом вы получите новую информацию, которая увеличит знание и уменьшит неопределённость.
При получении информации уменьшается неопределённость знания.
Как получают информацию
Человек получает информацию через свои органы чувств: глаза, уши, рот, нос и кожу. Поэтому получаемую нами информацию можно разделить на следующие виды:
• зрительная информация (визуальная, от англ, visual) — поступает через глаза (по разным оценкам, это 80-90% всей получаемой нами информации);
• звуковая информация (аудиальная, от англ, audio) — поступает через уши;
• вкусовая информация — поступает через язык;
• обонятельная информация (запахи) — поступает через нос;
• тактильная информация — мы её получаем с помощью осязания (кожи), «на ощупь».
Формы представления информации
Информация может быть представлена (зафиксирована, закодирована) в различных формах:
• текстовая информация — последовательность символов (букв, цифр, других знаков); в тексте важен порядок их расположения, например КОТ и ТОК — два разных текста, хотя они состоят из одинаковых символов;
• графическая информация (рисунки, картины, чертежи, карты, схемы, фотографии и т. п.);
• звуковая информация (звучание голоса, мелодии, шум, стук, шорох и т. п.);
• мультимедийная информация, которая объединяет несколько форм представления информации (например, видеоинформация).
Обратим внимание, что одна и та же информация может быть представлена по-разному. Например, результаты измерения температуры в течение недели можно сохранить в виде текста, чисел, таблицы, графика, диаграммы, видеофильма и т.д.
В научной литературе информацию, зафиксированную (закодированную) в какой-то форме, называют данными, имея в виду, что компьютер может выполнять с ними какие-то операции, но не способен понимать смысл.
Для того чтобы данные стали информацией, их нужно понять и осмыслить, а на это способен только человек. Если человек, получающий сообщение, знает язык, на котором оно записано, он может понять смысл этого сообщения, т. е. получить информацию. Обрабатывая и упорядочивая информацию, человек выявляет закономерности — получает знания.
Свойства информации
В идеале информация должна быть:
• объективной (не зависящей от чьего-либо мнения);
• понятной для получателя;
• полезной (позволяющей получателю решать свои задачи);
• достоверной (полученной из надёжного источника);
• актуальной (значимой в данный момент);
• полной (достаточной для принятия решения).
Конечно, информация не всегда обладает всеми этими свойствами.
Материальный носитель — это объект или среда, которые могут содержать информацию.
Изменения, происходящие с информацией (т. е. изменения свойств носителя), называются информационными процессами. Все эти процессы можно свести к двум основным:
• передача информации (данные передаются с одного носителя на другой);
• обработка информации (данные изменяются).
Передача информации
При передаче информации всегда есть два объекта — источник и приёмник информации. Эти роли могут меняться, например во время диалога каждый из участников выступает то в роли источника, то в роли приёмника информации.
 |
Информация поступает по каналу связи в виде сигналов, которые приёмник может обнаружить с помощью своих органов чувств (или датчиков) и «понять» (раскодировать).
Сигнал — это изменение свойств носителя, которое используется для передачи информации.
Скорость передачи данных — это количество битов (байтов, Кбайт и т. д.), которое передаётся по каналу связи за единицу времени (например, за 1 с).
Пропускная способность любого реального канала связи ограничена. Это значит, что есть некоторая наибольшая возможная скорость передачи данных, которую принципиально невозможно превысить.
Основная единица измерения скорости — биты в секунду (бит/с, англ, bps — bits per second). Для характеристики быстродействующих каналов применяют килобиты в секунду (Кбит/с) и мегабиты в секунду (Мбит/с), иногда используют байты в секунду (байт/с) и килобайты в секунду (Кбайт/с).
Информационный объём I данных, переданных по каналу за время t, вычисляется по формуле I = v • t, где и — скорость передачи данных. Например, если скорость передачи данных равна 512 000 бит/с, за 1 минуту можно передать файл объёмом
512 000 бит/с * 60 с = 30 720 000 битов = 3 840 000 байтов = 3075 Кбайт.
Обработка информации
Обработка — это изменение информации: её формы или содержания. Среди важнейших видов обработки можно назвать:
• создание новой информации, например решение задачи с помощью вычислений или логических рассуждений;
• кодирование — запись информации с помощью некоторой системы знаков для передачи и хранения; один из вариантов кодирования — шифрование, цель которого — скрыть смысл (содержание) информации от посторонних;
• поиск информации, например, в книге, в библиотечном каталоге, на схеме или в Интернете;
• сортировка — расстановка элементов списка в заданном порядке, например расстановка чисел по возрастанию или убыванию, расстановка слов по алфавиту; задача сортировки — облегчить поиск и анализ информации.
Хранение информации
Для хранения информации человек, прежде всего, использует свою память. Можно считать, что мозг — это одно из самых совершенных хранилищ информации, во многом превосходящее компьютерные средства.
В любом случае информация хранится на каком-то носителе, который обладает «памятью», т. е. может находиться в разных состояниях, переходить из одного состояния в другое при каком-то внешнем воздействии, и сохранять своё состояние.
При записи информации свойства носителя меняются: на бумагу наносятся текст и рисунки; на магнитных дисках и лентах намагничиваются отдельные участки; на оптических дисках образуются области, по-разному отражающие свет. При хранении эти свойства остаются неизменными, что позволяет потом читать (получать) записанную информацию.
Отметим, что процессы записи и чтения — это процессы передачи информации.
Что такое бит?
Рассмотрим электрическую лампочку, которая может находиться в двух состояниях: «горит» и «не горит». Тогда на вопрос «Горит ли сейчас лампочка» есть два возможных варианта ответа, которые можно обозначить цифрами 1 («горит») и 0 («не горит») (рис. 1.5). Поэтому ответ на этот вопрос (полученная информация) может быть записан как 0 или I1.
Цифры 0 и 1 называют двоичными, и с этим связано название единицы измерения количества информации — бит. Английское слово bit — это сокращение от выражения binary digit — «двоичная цифра». Впервые слово «бит» в этом значении использовал американский инженер и математик Клод Шеннон в 1948 г.
Бит — это количество информации, которую можно записать (закодировать) с помощью одной двоичной цифры.
Очевидно, что одного бита недостаточно, так как с помощью одной двоичной цифры можно закодировать только два варианта — коды 0 и 1. А вот два бита дают как раз 4 разных сообщения: 00, 01, 10 и 11. Теперь нужно сопоставить эти коды номерам платформ, например, так: 1 — 00, 2 — 01, 3 — 10, 4 — 11. Тогда сообщение 10 говорит о том, что поезд на Москву стоит на платформе № 3. Это сообщение несёт 2 бита информации.
Три бита дают уже 8 вариантов: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 и 111. Таким образом, каждый бит, добавленный в сообщение, увеличивает количество вариантов в 2 раза.
I, битов 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
N, вариантов 2 4 8 16 32 64 128 256 512 102
Осталось выяснить, чему равно количество информации, если выбор делается, скажем, из 5 возможных вариантов (или из любого количества, не являющегося степенью числа 2). С точки зрения приведённого выше рассуждения случаи выбора из 5, 6, 7 и 8 вариантов не различаются — для кодирования двух двоичных цифр мало, а трёх — достаточно. Поэтому использование трёх битов для кодирования одного из 5 возможных вариантов избыточно, ведь три бита позволяют закодировать целых 8 вариантов! Значит, выбор из 5 вариантов даёт меньше трёх битов информации.
Чтобы количественно измерить разницу между, скажем, 5 и 8 вариантами, придется допустить, что количество информации в битах может быть дробным числом. При этом информация, полученная при выборе из 5 вариантов, больше, чем 2 бита, но меньше, чем 3 бита. Точную формулу для ее вычисления получил в 1928 г. американский инженер Ральф Хартли. Эта формула использует понятие логарифма :I=log2N.
Другие единицы
Считать большие объёмы информации в битах неудобно хотя бы потому, что придётся работать с очень большими числами (миллиардами, триллионами и т. д.). Поэтому стоит ввести более крупные единицы.
Сразу возникает вопрос: а почему не 10 битов? Дело в том, что слово «байт » (англ, byte) имеет второе значение — так называют наименьший блок (ячейку) памяти, который процессор компьютера может считать и обработать за один раз. Для современных компьютеров он состоит из 8 элементов, каждый из которых хранит 1 бит данных. Это связано с тем, что до недавнего времени при обработке текста использовался набор из 256 символов, так что для кодирования каждого символа было нужно 8 битов.
1Кбайт (килобайт) = 1024 байта = 2 10 байта = 2 13 битов.
1 Мбайт (мегабайт) = 1024 Кбайт = 2 10 Кбайт = 2 20 байтов = 2 23 битов.