Наука информатика. Информация. Свойства информации

Стремление  зафиксировать, сохранить надолго  свое восприятие информации было всегда свойственно человеку. Мозг человека хранит множество информации, и использует для хранения ее свои способы, основа которых - двоичный код, как и у компьютеров. Человек всегда стремился иметь возможность поделиться своей информацией с другими людьми и найти надежные средства для ее передачи и долговременного хранения. Для этого в настоящее время изобретено множество способов хранения информации на внешних (относительно мозга человека) носителях и ее передачи на огромные расстояния.

Классификация информации

 

Информацию можно разделить на виды по разным критериям. 

1. По  форме представления:  

- дискретная  форма представления информации - это последовательность символов, характеризующая прерывистую, изменяющуюся  величину (количество дорожно-транспортных  происшествий, количество тяжких преступлений и т.п.);

- аналоговая  или непрерывная форма представления  информации - это величина, характеризующая  процесс, не имеющий перерывов  или промежутков (температура  тела человека, скорость автомобиля  на определенном участке пути и т.п.). 

2. По  области возникновения:  

- элементарную (механическую), которая отражает  процессы, явления неодушевленной  природы;

- биологическую,  которая отражает процессы животного  и растительного мира;

- социальную, которая отражает процессы человеческого общества.  

3. По  способу передачи и восприятия: 

- визуальную, передаваемую видимыми образами  и символами;

- аудиальную, передаваемую звуками;

- тактильную, передаваемую ощущениями;

- органолептическую,  передаваемую запахами и вкусами;

- машинную, выдаваемую и воспринимаемую средствами вычислительной техники. 

4. По  общественному назначению:  

- личную, предназначенную для конкретного  человека;

- массовую, предназначенную для любого желающего  ее пользоваться (общественно-политическая, научно-популярная и т.д.) ;

- специальную,  предназначенную для использования  узким кругом лиц, занимающихся  решением сложных специальных  задач в области науки, техники,  экономики. 

5. По  способам кодирования: 

- символьную, основанную на использовании  символов - букв, цифр, знаков и т. д. Она является наиболее простой, но практически применяется только для передачи несложных сигналов о различных событиях. Примером может служить зеленый свет уличного светофора, который сообщает о возможности начала движения пешеходам или водителям автотранспорта.

- текстовую,  основанную на использовании  комбинаций символов. Здесь так  же, как и в предыдущей форме,  используются символы: буквы,  цифры, математические знаки.  Однако информация заложена не  только в этих символах, но  и в их сочетании, порядке следования. Так, слова КОТ и ТОК имеют одинаковые буквы, но содержат различную информацию. Благодаря взаимосвязи символов и отображению речи человека текстовая информация чрезвычайно удобна и широко используется в деятельности человека: книги, брошюры, журналы, различного рода документы, аудиозаписи кодируются в текстовой форме.

- графическую,  основанную на использовании  произвольного сочетания в пространстве  графических примитивов. К этой  форме относятся фотографии, схемы,  чертежи, рисунки, играющие большое значение в деятельности человек.

ИНФОРМАЦИЯ  В ИНФОРМАТИКЕ

 

В настоящее  время не существует единого определения  термина информация. С точки зрения различных областей знания, данное понятие описывается своим специфическим  набором признаков. 

В информатике  широко используется такое определение:

Информация - сведения, передаваемые источником получателю (приёмнику).

Информация  всегда связана с материальным носителем, с материальными процессами и  имеет некоторое представление. Информация, представленная в какой-либо форме, называется сообщением. Сообщения представляются в виде сигналов и данных. Сигналы используются для передачи информации в пространстве между источником и получателем, а данные - для хранения, то есть для передачи во времени. 

Сигнал - изменяющийся во времени физический процесс, изменение параметров которого несёт информацию к получателю. 

Данные - результат фиксации, отображения  информации на каком-либо материальном носителе, то есть зарегистрированное на носителе представление сведений независимо от того, дошли ли эти сведения до какого-нибудь приёмника и интересуют ли они его.

Данные - это и текст книги или письма, и картина художника, и ДНК. 

Данные, являющиеся результатом фиксации некоторой  информации, сами могут выступать  как источник информации. Информация, извлекаемая из данных, может подвергаться обработке, и результаты обработки фиксируются в виде новых данных. Общая схема взаимоотношений между понятиями «информация» и «данные» в информационных системах может выглядеть следующим образом:

Процессы  внешнего мира → I1 →D1 → I2 → D2 → I3 → … 

Предметом изучения науки информатика являются именно данные: методы их создания, хранения, обработки и передачи. А сама информация, зафиксированная в данных, ее содержательный смысл интересны пользователям информационных систем, являющимся специалистами различных наук и областей деятельности: медика интересует медицинская информация, геолога - геологическая, предпринимателя - коммерческая и т. п. (в том числе специалиста по информатике интересует информация по вопросам работы с данными). 

Совокупность  данных, представляющих сообщение на материальном носителе, образует документ.

Документ - материальный объект, содержащий информацию в зафиксированном виде и специально предназначенный для её передачи во времени и пространстве.

«Закрепленная информация» - это и есть данные. Поэтому:

Документ - это материальный объект, содержащий данные, отображающие некоторую информацию

Единицы измерения количества информации

 

Единицы измерения информации служат для измерения объёма информации - величины, исчисляемой логарифмически. Это означает, что когда несколько объектов рассматриваются как один, количество возможных состояний перемножается, а количество информации - складывается. Не важно, идёт речь о случайных величинах в математике, регистрах цифровой памяти в технике или в квантовых системах в физике. 

Чаще  всего измерение информации касается объёма компьютерной памяти и объёма данных, передаваемых по цифровым каналам  связи. 

Объёмы  информации можно представлять как логарифм количества состояний.

Наименьшее  целое число, логарифм которого положителен - 2. Соответствующая ему единица - бит - является основой исчисления информации в цифровой технике. 

Целые количества бит отвечают количеству состояний, равному степеням двойки.

Особое  название имеет 4 бита - ниббл (полубайт, тетрада, четыре двоичных разряда), которые вмещают в себя количество информации, содержащейся в одной шестнадцатеричной цифре. 

Байт

Следующей по порядку популярной единицей информации является 8 бит, или байт (о терминологических тонкостях написано ниже). Именно к байту (а не к биту) непосредственно приводятся все большие объёмы информации, исчисляемые в компьютерных технологиях.

Такие величины как машинное слово и  т. п., составляющие несколько байт, в качестве единиц измерения почти никогда не используются. 

Килобайт

Для измерения  больших количеств байтов служат единицы «килобайт» = 1000 байт и «Кбайт» (кибибайт, kibibyte) = 1024 байт. Такой порядок  величин имеют, например:

Сектор  диска обычно равен 512 байтам, то есть половине кибибайта (не Кбайт), хотя для некоторых устройств может быть равен одному или двум кибибайт.

Классический  размер «блока» в файловых системах UNIX равен одному Кбайт (1024 байт).

«Страница памяти» в процессорах x86 (начиная с модели Intel 80386) имеет размер 4096 байт, то есть 4

Кбайт.

Объём информации, получаемой при считывании дискеты «3,5″ высокой плотности» равен 1440 Кбайт (ровно); другие форматы  также исчисляются целым числом Кбайт. 

Мегабайт

Единицы «мегабайт» = 1000 килобайт = 1000000 байт и «Мбайт» (мебибайт, mebibyte) = 1024 Кбайт = 1 048 576 байт применяются для измерения объёмов носителей информации.

Объём адресного пространства процессора Intel 8086 был равен 1 Мбайт.

Оперативную память и ёмкость CD-ROM меряют двоичными единицами (мебибайтами, хотя их так обычно не называют), но для объёма НЖМД десятичные мегабайты были более популярны.

Современные жёсткие диски имеют объёмы, выражаемые в этих единицах минимум шестизначными  числами, поэтому для них применяются гигабайты.

 

Гигабайт

Единицы «гигабайт» = 1000 мегабайт = 1000000000 байт и «Гбайт» (гибибайт, gibibyte) = 1024 Мбайт = 230 байт измеряют объём больших носителей информации, например жёстких дисков. Разница между двоичной и десятичной единицами уже превышает 7 %.

Размер 32-битного адресного пространства равен 4 Гбайт ≈ 4,295 Мбайт. Такой же порядок имеют размер DVD-ROM и современных  носителей на флеш-памяти. Размеры  жёстких дисков уже достигают  сотен и тысяч гигабайт.

Для исчисления ещё больших объёмов информации имеются единицы терабайт - тебибайт (1012 и 240 соответственно), петабайт - пебибайт (1015 и 250 соответственно) и т. д.