Где - вероятность того, что именно i-е сообщение выделено в наборе из N сообщений

Информация есть характеристика не сообщения, а соотношения между сообщением и его потребителем. Без наличия потребителя, хотя бы потенциального, говорить об информации бессмысленно.

В КАКОМ ВИДЕ СУЩЕСТВУЕТ ИНФОРМАЦИЯ

Информация может существовать в виде:

§ текстов, рисунков, чертежей, фотографий;

§ световых или звуковых сигналов;

§ радиоволн;

§ электрических и нервных импульсов;

§ магнитных записей;

§ жестов и мимики;

§ запахов и вкусовых ощущений;

§ хромосом, посредством которых передаются по наследству признаки и свойства организмов, и т.д.

Предметы, процессы, явления материального или нематериального свойства, рассматриваемые с точки зрения их информационных свойств, называются информационными объектами.

КАК ПЕРЕДАЕТСЯ ИНФОРМАЦИЯ

Информация передается в виде сообщений от некоторого источника информации к ее приемнику посредством канала связи между ними. Источник посылает передаваемое сообщение, которое кодируется в передаваемый сигнал. Этот сигнал посылается по каналу связи. В результате в приемнике появляется принимаемый сигнал, который декодируется и становится принимаемым сообщением.

Пример 1. Сообщение, содержащее информацию о прогнозе погоды, передается приемнику (телезрителю) от источника – специалиста-метеоролога посредством канала связи – телевизионной передающей аппаратуры и телевизора.

Пример 2. Живое существо своими органами чувств (глаз, ухо, кожа, язык и т.д.) воспринимает информацию из внешнего мира, перерабатывает ее в определенную последовательность нервных импульсов, передает импульсы по нервным волокнам, хранит в памяти в виде состояния нейронных структур мозга, воспроизводит в виде звуковых сигналов, движений и т.п., использует в процессе своей жизнедеятельности.

Передача информации по каналам связи часто сопровождается воздействием помех, вызывающих искажение и потерю информации.

КАК ИЗМЕРЯЕТСЯ КОЛИЧЕСТВО ИНФОРМАЦИИ

В настоящие время получили распространение подходы к определению понятия «количество информации», основанные на том, что информацию, содержащуюся в сообщении, можно нестрого трактовать в смысле ее новизны, или, иначе, уменьшения неопределенности наших знаний об объекте.

Ниже представлены два подхода такого рода. В них используются математические понятия вероятности и логарифма.

Американский инженер Р. Хартли в 1928 году процесс получения информации рассматривал как выбор одного сообщения из конечного наперед заданного множества из N равновероятных сообщений, а количество информации I, содержащейся в выбранном сообщении, определял как двоичный логарифм N.

Формула Хартли

Допустим, нужно угадать одно число из набора чисел от единицы до ста. По формуле Хартли можно вычислить, какое количество информации для этого требуется: Таким образом, сообщение о верно угаданном числе содержит количество информации, приблизительно равное 6,644 единицы информации.

Приведем другие примеры равновероятных сообщений:

1) при бросании монеты - «выпала решка», «выпал орел»;

2) на странице книги: «количество букв четное», «количество букв нечетное».

Определим теперь, являются ли равновероятными сообщения «первой выйдет из дверей здания женщина» и «первым выйдет из дверей здания мужчина». Однозначно ответь на это вопрос нельзя. Все зависит от того, о каком именно здании идет речь. Если это, например, станция метро, то вероятность выйти из дверей первым одинакова для мужчины и женщины, а если это военная казарма, то для мужчины эта вероятность значительно выше, чем для женщины.

Для задач такого рода американский ученый Клод Шеннон предложил в 1948 году другую формулу определения количества информации, учитывающую возможную неодинаковую вероятность сообщений в наборе.

Формула Шеннона:

Заметим, что если вероятности равны, то каждая из них равна , и формула Шеннона превращается в формулу Хартли.

Помимо двух рассмотренных подходов к определению количества информации, существуют и другие. Важно помнить, что любые теоретические результаты применимы лишь к определенному кругу случаев, очерченному первоначальными допущениями.

В качестве единицы информации условились принять один бит (англ. bit – bi nary digi t – двоичная цифра).

Бит в теории информации – количество информации, необходимой для различения двух равновероятных сообщений. В вычислительной технике битом называют наименьшую «порцию» памяти, необходимую для хранения одного из двух знаков «0» и «1», используемых для внутримашинного представления данных и команд.

Бит слишком мелкая единица измерения. На практике чаще применяется более крупная единица – байт, равная восьми битам. Именно восемь бит требуется для того, чтобы закодировать любой из 256 символов алфавита клавиатуры компьютера

Широко используются также еще более крупные производные единицы информации:

1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = байт 1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = байт 1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = байт

В последнее время в связи с увеличением объемов обрабатываемой информации входят в употребление такие производные единицы, как:

1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = байт 1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = байт

За единицу информации можно было бы выбрать количество информации, необходимой для различения, например, десяти равновероятных сообщений. Это будет не двоичная (бит), а десятичная (дит) единица информации.

ЧТО МОЖНО ДЕЛАТЬ С ИНФОРМАЦИЕЙ

Информацию можно:

§ создавать; § передавать; § воспринимать; § использовать; § запоминать;

§ принимать; § копировать; § формализовать; § распространять; § преобразовывать;

§ комбинировать; § обрабатывать; § упрощать; § собирать; § хранить;

§ искать; § измерять; § разрушать и т.д.

Все эти процессы, связанные с определенными операциями над информацией, называются информационными процессами.

СВОЙСТВА ИНФОРМАЦИИ

Информация обладает следующими свойствами:

достоверность; полнота;

ценность; своевременность;

понятность; доступность;

краткость и т.д.

Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Недостоверная информация может привести к неправильному пониманию или принятию неправильных решений. Достоверная информация со временем может стать недостоверной, так как она обладает свойством устаревать, т.е. перестает отражать истинное положение дел.

Информация полна, если ее достаточно для понимания и принятия решений. Как неполная, так и избыточная информация сдерживает принятие решений или может повлечь ошибки.

Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта процесса, явления и т.п.

Ценность информации зависит от того, насколько она важна для решения задачи, а также от того, насколько в дальнейшем она найдет применение в каких-либо видах деятельности человека.

Только своевременно полученная информация может принести ожидаемую пользу. Одинаково нежелательны как преждевременная подача информации (когда она еще не может быть усвоена), так и ее задержка.

Если ценная и своевременная информация выражена непонятным образом, она может стать бесполезной. Информация становится понятной, еcли она выражена языком, на котором говорят те, кому предназначена эта информация.

Информация должна преподноситься в доступной (по уровню восприятия) форме. Поэтому одни и те же вопросы по-разному излагаются в школьных учебниках и научных изданиях.

Информацию по одному и тому же вопросу можно изложить кратко (сжато, без несущественных деталей) или пространно (подробно, многословно). Краткость информации необходима в справочниках, энциклопедиях, всевозможных инструкциях.

ЧТО ТАКОЕ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ

Обработка информации – получение одних информационных объектов из других путем выполнения некоторых алгоритмов.

Обработка является одной из основных операций, выполняемых над информацией, и главным средством увеличения объема и разнообразия информации.

Средства обработки информации – это всевозможные устройства и системы, созданные человечеством, и в первую очередь компьютер – универсальная машина для обработки информации.

Компьютеры обрабатывают информацию путем выполнения некоторых алгоритмов. Живые организмы и растения обрабатывают информацию с помощью своих органов и систем.

ЧТО ТАКОЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ И ИНФОРМАЦИОНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Информационные ресурсы – это идеи человечества и указания по реализации этих идей, накопленные в форме, позволяющей их воспроизводство.

Это книги, статьи, патенты, диссертации, научно-исследовательская и опытно-конструкторская документации, технические переводы, данные о средовом производственном опыте и других. Информационные ресурсы (в отличие от всех других видов ресурсов – трудовых, энергетических, минеральных и т.д.) тем быстрее растут, чем больше их расходуют.

Информационные технологии – это совокупность методов и устройств, используемых людьми для обработки информации.

В настоящее время термин информационная технология употребляется в связи c использованием компьютеров для обработки информации. Информационные технологии охватывают всю вычислительную технику и технику связи и отчасти бытовую электронику, телевидение и радиовещание. Они находят применение в промышленности, торговле, управлении, банковской системе, образовании, здравоохранении, медицине и науке, транспорте и связи, сельском хозяйстве, системе социального обеспечения, служат подспорьем людям различных профессий и домохозяйкам.

Народы развитых стран осознают, что совершенствование информационных технологий представляет самую важную, хотя дорогостоящую и трудную, задачу.

Контрольные вопросы

1. Что означает термин «информатика» и каково его происхождение?

2. Перечислите свойства информации.

3. Перечислите единицы измерения информации.

4. Что подразумевается под понятие «информации» в бытовом смысле?

5. Что необходимо добавить в систему «источник информации – приемник информации», чтобы осуществить передачу сообщения?

6. Сформулируйте определение понятия «информация».

7. Какие действия можно выполнять с информацией?

8. Запишите формулу Хартли и формулу Шеннона.

9. Когда формула Шеннона переходит в формулу Хартли?

10. Что определяет термин «бит»?

11. Что такое информационные технологии?

12. Что такое информационные ресурсы?

Дата добавления: 2014-01-05