Тема 1. Понятие информации и общая характеристика процессов ее сбора, передачи, обработка и накопления.
Производные единицы измерения информации • Байт = 8 бит – наименьшая единица информации, которая может иметь адрес; • 1 килобайт = 2 10 байта = 1024 байта; • 1 Мегабайт = 220 байта = 1 048 576 байтов; • 1 Гигабайт = 230 байта = 1 073 741 824 байта; • 1 Терабайт = 240 байта = 1 099 511 627 776 байтов; • 1 петабайт = 250 байта = 1 125 899 906 842 624 байта; • 1 экзабайт (exabyte) = 260 байта = 1 152 921 505 606 846 976 байтов; • 1 зеттабайт (zettabyte) = 270 байта = 1 180 591 620 717 411 303 424 байта; • 1 йоттабайт (yottabyte) = 280 байта = 1 208 92 81 614 629 174 706 176 байтов.
В теории информации определяют синтаксическое количество информации на основе энтропии системы. Энтропия системы α, имеющая N возможных состояний, согласно формуле Шеннона, равна: где PI — вероятность того, что система находится в i-ом состоянии.
Для случая, когда все состояния системы равновероятны, т. е. их вероятности равны Pi = ее энтропия определяется соотношением
Формула Хартли выводится из формулы Шеннона при равновероятных состояниях системы: I = H(α) = log. N – формула Хартли, где N = mn - число всевозможных отображаемых состояний, m – основание системы счисления, n – число символов в сообщении, например, 256 = 28 - число символов, которые можно закодировать 8 -разрядным кодом в двоичной системе счисления, N = 256, m = 2, n = 8.
Пример: • По каналу связи передается n-разрядное сообщение, использующее т различных символов. Так количество всевозможных кодовых комбинаций будет N=mn, то при равновероятности появления любой из них количество информации, приобретенной абонентом в результате получения сообщения, будет I = log N = n log т. Если в качестве основания логарифма принять т, то I = n logm m = n. В данном случае количество информации (при условии полного априорного незнания абонентом содержания сообщения) будет равно объему данных I = VД, полученных по каналу связи. Для неравновероятных состояний системы всегда I < VД = n. Наиболее часто m = 2 или 10. Единицами измерения в этих случаях будут соответственно бит и дит.
• При Sp → 0 пользователь не воспринимает, не понимает поступающую информацию; • при Sp →∞ пользователь все знает, и поступающая информация ему не нужна; • при согласовании смыслового содержания сообщения S с тезаурусом пользователя Sp = Sp opt, получаем максимальное количество семантической информации Ic.
• Sp = Spopt означает, что поступающая информация понятна пользователю и несет ему ранее не известные (отсутствующие в его тезаурусе) сведения. • Следовательно, количество семантической информации в сообщении, количество новых знаний, получаемых пользователем, является величиной относительной. • Одно и то же сообщение может иметь смысловое содержание для компетентного пользователя и быть бессмысленным (семантический шум) для пользователя некомпетентного. • При оценке семантического (содержательного) аспекта информации необходимо стремиться к согласованию величин S и Sp.
Представление (кодирование) данных • Представление данных – это подготовка данных для обработки на компьютере. • Двоичное кодирование – универсальная форма Sp = Spopt означает, для дальнейшей обработки представления данныхчто поступающая информация понятна пользователю и несет их средствами вычислительной техники. ему ранее не известные (отсутствующие в его тезаурусе) сведения. • Данные располагаются в ячейках, представляющих упорядоченную совокупность из двоичных разрядов (каждый разряд может временно содержать одно из двух состояний - 0 или 1). Тогда группой из 8 двоичных разрядов можно закодировать 28 = 256 различных комбинаций кода.
• Система счисления – совокупность приемов записи и наименования чисел. • Системы счисления подразделяются на позиционные и непозиционные. • В позиционных системах счисления величина, обозначаемая цифрой в записи числа, зависит от её положения в числе (позиции). • Количество используемых цифр называется основанием системы счисления • В непозиционных системах счисления величина, которую обозначает цифра, не зависит от положения в числе.
• Самым простым примером непозиционной системы счисления является римская. • В настоящее время наиболее распространены десятичная, двоичная, восьмеричная и шестнадцатеричная позиционные системы счисления. • Двоичная, восьмеричная (в настоящее время вытесняется шестнадцатеричной) и шестнадцатеричная система используется в областях, связанных с цифровыми устройствами, программировании и вообще компьютерной документации. • Современные компьютерные системы оперируют информацией представленной в цифровой форме. Числовые данные преобразуются в двоичную систему счисления.
• Двоичная система используется в цифровых устройствах, поскольку является наиболее простой и удовлетворяет требованиям: 1. Чем меньше значений существует в системе, тем проще изготовить отдельные элементы. 2. Чем меньше количество состояний у элемента, тем выше помехоустойчивость и тем быстрее он может работать. 3. Простота создания таблиц сложения и умножения — основных действий над числами.
• В ВТ, с целью упрощения реализации арифметических операций, для целых чисел в интервале от - 128 до + 127 при 8 -ричном кодировании и для целых чисел в интервале от -32768 до +32767 при 16 -ричном кодировании применяют специальные коды (прямой, обратный и дополнительный). • За счет этого облегчается определение знака результата операции, а операция вычитания чисел сводится к арифметическому сложению.
• Обратный код для положительных чисел совпадает с прямым кодом. • Чтобы представить отрицательное двоичное число в обратном коде, нужно оставить в знаковом разряде 1, а во всех значащих разрядах заменить 1 на 0 и 0 на 1. • Такая операция называется инвертированием. Например, + 5(10) = 0000 0101(2) - прямой код для +5, - 3(10) = 1111 1100(2) - обратный код для -3.
• Дополнительный код положительного числа совпадает с прямым кодом. • Дополнительный код отрицательного числа может быть получен из обратного кода путем прибавления 1 к младшему разряду обратного кода. Например, + 5(10) = 0000 0101(2) - прямой для +5, - 3(10) = 1111 1100(2) - обратный код для -3, + 1 1111 1101(2) дополнительный код для -3.
Кодирование текстовой информации • Базовая таблица закрепляет значения кодов от 0 до 127, а расширенная относится к символам с номерами от 128 до 255. • Первые 32 кода базовой таблицы, начиная с нулевого, отданы производителям аппаратных средств(компьютеров, печатающих устройств). С 32 по 127 размещены коды символов латинского алфавита, знаков препинания, цифр, арифметических действий и специальных символов. • Национальные системы кодирования используют расширенную часть ASCII (коды 128 255).
• Необходимо помнить, что в настоящее время для кодировки русских букв используют пять различных кодовых таблиц (КОИ - 8, СР 1251, СР 866, Мас, ISO), причем тексты, закодированные при помощи одной таблицы не будут правильно отображаться в другой кодировке. • В большинстве случаев о перекодировке текстовых документов заботится не пользователь, а специальные программы конверторы, которые встроены в приложения.
Скачать презентацию Тема 1 Понятие информации и общая характеристика процессов
ИТ ведения бизнеса Тема 1.ppt