Презентация: "Информация"

Информация

Информация – единственный неубывающий ресурс общества

Информационное общество

• Первобытное (охота и собирательство)
• Аграрное (земледелие и скотоводство)
• Индустриальное (промышленное произв.)
• Информационное (информационное произ.)

Темпы роста объема информации

Цивилизация – это информация

Понятие “ Информация ”

есть первичное и неопределяемое понятие. Оно предполагает наличие следующих составляющих :

АДРЕСАТ

КАНАЛ

СВЯЗИ

ПРИЕМНИК

ПЕРЕДАТЧИК

ИСТОЧНИК

СООБЩЕНИЕ

СИГНАЛ

ПРИНЯТЫЙ

СИГНАЛ

ПРИНЯТОЕ

СООБЩЕНИЕ

ИСТОЧНИК

ШУМА

Что такое информация?

Термин «информация» в переводе с латинского означает «разъяснение, изложение, набор сведений».

Информация – это очень сложное и глубокое понятие, которому не просто дать четкое определение.

Информация-

это общенаучное понятие, включающее :

• обмен сведениями между людьми,
• между человеком и автоматом,
• обмен сигналами в растительном и животном мире (передача признаков от клетки к клетке, от организма к организму) .

Информация в технике включает в себя все сведения, являющиеся объектом хранения, передачи и преобразования (данные).

Человек и информация

Информацию вы получаете из разных источников: когда читаете или слушаете, смотрите телепередачу, дотрагиваетесь до предмета или пробуете какую-либо еду и пр.

Восприятие информации

Информацию до человека доносят его органы чувств:

• Глазами люди воспринимают зрительную информацию;
• Органы слуха доставляют информацию в виде звуков;
• Органы обоняния позволяют ощущать запахи;
• Органы вкуса несут информацию о вкусе еды;
• Органы осязания позволяют получить тактильную информацию.

С термином “ информация ” связаны термины :

• Сообщение – информация представленная в определенной форме (речь, текст, изображение, цифровые данные, график, таблица) и предназначенная для передачи .
• Данные – сведения, представленные в определенной знаковой системе и на определенном носителе для обеспечения возможностей их хранения, передачи, приема и обработки. Данные безотносительны к содержанию информации .
• Знания – проверенный практикой и удостоверенный логикой результат познания действительности, отраженный в сознании человека в виде представлений, понятий, суждений и теорий. Знания позволяют принимать решения. Для знаний характерны структурированность, связанность.

Данные / информация

• Информация - это данные, сопровождающиеся смысловой нагрузкой .

• Пример данных: 812, 930, 944.
• Пример информации: 812 руб., 930 руб., 944 руб.
• Более информативное сообщение: 812 руб., 930 руб., 944 руб. - цены на бальзам после бритья.
• Ещё более информативное: 812 руб., 930 руб., 944 руб. - цены на бальзам после бритья "Dune", 100 мл. в Москве.

Свойства информации

Полезная

Понятная

Информация об объекте

Актуальная

Полная

Достоверная

Качество информации

• полнота (содержит всё необходимое для понимания информации)
• ясность (выразительность сообщений на языке интерпретатора)
• адекватность, точность, корректность интерпретации, приема-передачи
• интерпретируемость и понятность интерпретатору информации
• д остоверность
• информативность и значимость
• доступность
• ценность

Способы передачи информации

Сигнал – любой процесс, несущий информацию

Способы передачи информации

Носителями информации являются сигналы .

Это физические процессы различной природы, например :

• процесс протекания электрического тока в цепи,
• процесс механического перемещения тела,
• химические и биохимические процессы,
• процесс распространения электромагнитных волн…

При взаимодействии сигналов с физическими телами, в последних возникают определенные изменения свойств – это явление называется регистрацией сигналов .

Регистрация сигналов на носителях информации

Носитель информации

Способ регистрации сигналов

Бумага

оптический

CD

Магнитная лента, дискета

магнитный

Фотопленка, фотобумага

химический

Органическая природа

биохимический

Способы передачи информации

От одного человека к другому информация может передаваться :

• символами (  ® $  → ∞ ♪  ♣ ♂ )
• жестами (   )
• художественными образами (стихи, живопись, балет…)
• звуками

Способы передачи информации

Между животными информация может быть передана звуками (вой, лай, писк), запахами, ситуационным поведением.

В технических устройствах (телевизор, телефон, ЭВМ…) информация может быть передана электрическими, магнитными, световыми импульсами.

Информацию можно представить в различной форме:

• в знаковой письменной

• символьную в виде текста, чисел, различных символов (текст учебника); графическую (географическая карта); табличную (таблица по физике);
• символьную в виде текста, чисел, различных символов (текст учебника);
• графическую (географическая карта);
• табличную (таблица по физике);

• в виде жестов или сигналов (светофор);
• устной словесной (разговор).

Классификация информации

По способу передачи и восприятия

• визуальная
• аудиальная
• тактильная (ощущения)
• органолентическая (запах и вкус)
• машинно-выдаваемая и воспринимаемая средствами вычислительной техники

По отношению к окружающей среде

• входная
• выходная
• внутренняя

По отношению к конечному результату

• исходная
• промежуточная
• результирующая

В философском аспекте

• Мировоззренческая
• Эстетическая
• Религиозная
• Научная
• Бытовая
• Техническая
• Экономическая
• Технологическая

Информация-третья фундаментальная величина

Вначале было слово. И слово было 2 байта 

• Любые взаимодействия систем всегда материально - энергетически информационные.
• Информация не может существовать без энергии и вещества, как и они не могут существовать без информации.
• Информация не может существовать вне взаимодействия объектов.
• Информация не теряется ни одним из объектов в процессе этого взаимодействия.

Сейчас многие учёные считают, что уместно говорить о трех ипостасях существования материи :

• вещество, отражающее постоянство материи;
• энергия, отражающая движение, изменение материи ;
• информация, отражающая структуру, строение материи .

Количество информации

Информация – снятая неопределенность Клод Шеннон

Количество информации I

• Количество информации о системе, полученное в сообщении, измеряется уменьшением неопределенности о состоянии системы.
• Меру неопределенности в теории информации называют “ энтропия ” .
• Неопределенность не отделима от понятия вероятности.

содержит равное кол-во информации P(i)=1/ 2 . Вероятность каждого состояния больше, а снимаемая ответом неопределенность меньше = содержит меньшее кол-во информации Как упадет монета при подбрасывании : “ орлом ” или “ решкой ”? " width="640"

Одинаково ли количество информации в ответах на вопросы :

• В каком из 4-х возможных состояний (твердое, жидкое, газообразное, плазма) находится некоторое вещество ?
• На каком из 4-х курсов учится студент техникума ?

Если считать эти состояния равновероятными, то P(i)=1/4. Тогда ответ и на вопросы 1 и 2 снимает равную неопределенность = содержит равное кол-во информации

P(i)=1/ 2 .

Вероятность каждого состояния больше, а снимаемая ответом неопределенность меньше = содержит меньшее кол-во информации

• Как упадет монета при подбрасывании : “ орлом ” или “ решкой ”?

• Чем меньше вероятность события, тем больше информации несет сообщение о его появлении.
• Если вероятность события равна 1 (достоверное событие), количество информации в сообщении о его появлении равно 0.

Формула Шеннона

где

I – количество информации (бит) ;

N – число возможных состояний системы ;

p(i) – априорная вероятность каждого состояния системы .

Расчет количества информации по Хартли

Частный случай формулы Шеннона для равновероятных событий

где

I – количество информации, бит

N – число возможных состояний системы

Напомним, что такое логарифм.

Нахождение логарифма b по основанию a - это нахождение степени , в которую нужно возвести a , чтобы получить b .

Бит

Количество информации, которое можно получить при ответе на вопрос типа “ да / нет ” (включено / выключено, true/false , 0 /1) , если эти состояния равновероятны, называется “ бит ” (англ. bi t – binary dig it – двоичное число) .

Бит

Лампочка горит ? (да / нет) – 1 бит информации ( при равных вероятностях).

0

1.

I=1

1 бит

0

1

N=2

1

2.

I – количество информации, бит

N - число возможных состояний системы

Рассмотрим систему из 2-х электрических лампочек

А B

Лампочка А горит ? (да / нет)

Лампочка B горит ? (да / нет)

00

1 .

01

2.

В системе из 2-х лампочек 2 бита информации .

10

3.

N=4

I=2

11

4.

Рассмотрим систему из 2-х электрических лампочек

B 1-ый бит

A 0 -ой бит

A

B

0

0

0

0

0

1

1

00

1

1

10

0

01

1

11

1

Система из 3-х лампочек

B

C 2-ой бит

B 1-ый бит

0

0

0

A 0- ой бит

0

0

0

1

0

1

1

1

0

0

1

1

0

0

1

1

1

1

1

0

1

N=?

0,0,1

1,0,1

1,1,1

0,1,1

1,0,0

0,0,0

A

0,1,1

0,1,0

I=3

N=8

C

Степени 2

Формула Хартли

I=

N=

0

1

1

2

2

3

4

8

4

5

16

6

32

7

64

8

128

9

256

10

512

1024

?

• Определите количество информации в сообщении : “ Сейчас горит красный сигнал светофора ” , если считать, что светофор всегда работает и вероятности появления красного, зеленого и желтого сигналов равны.
• Ответ получится больше или меньше, чем 1 бит ?

Байт

Группа из 8 бит называется байтом

( b y te – binary term – двоичный элемент)

7-ой

6-ой

5-ый

4-ый

3-ий

2-ой

1-ый

0-ой

1

7-ой

1

1

6-ой

0

5-ый

1

4-ый

0

3-ий

0

2-ой

0

1-ый

0-ой

Байт – основная единица измерения информации, занесенная в систему СИ

Байт

На основании 1 байта, исходя из формулы Хартли,

можно получить 256 различных комбинаций.

0

min

0

7-ой

0

0

6-ой

0

5-ый

0

4-ый

0

3-ий

0

2-ой

0

1-ый

0-ой

max

255

1

1

7-ой

1

6-ой

1

5-ый

1

4-ый

3-ий

1

1

2-ой

1

1-ый

0-ой

Единицы измерения объема информации.

Именование

Обозначение

килобайт

1 Кb

Значение в байтах

мегабайт

2 10 b

1 Mb

гигабайт

1 Gb

1 024 b

терабайт

2 10 Kb = 2 20 b

2 10 Mb = 2 30 b

1 048 576 b

1 Tb

1 073 741 824 b

2 10 Gb = 2 40 b

1 099 511 627 776 b

Задача

Размер текстового файла ( V д) 640 Kb . Файл содержит книгу, которая набрана в среднем по 32 строки на странице и по 64 символа в строке. Сколько страниц в книге : 160, 320, 540, 640, 1280 ?

32

6 4

страница

I=

0

N=

1

1

2

2

3

4

8

4

5

16

6

32

7

64

8

128

9

256

10

512

1024

32

6 4

страница

32

6 4

страница

32

6 4

страница

32

6 4

страница

1. Символов на 1 стр. = 32*64 = 2 5 *2 6 =2 11

2. Памяти на 1 стр. = 2 11 b

3. Всего = 640 Kb = 10*64*2 10 b = 10* 2 6 *2 10 b = 10* 2 1 6 b

1 символ = 1b

4. Кол-во стр. = 10* 2 1 6 b / 2 1 1 b = 1 0*2 5 = 320

Вопросы и задания

• Какие формы представления информации вы знаете?
• Какие свойства информации вы знаете?
• Представьте информацию о погоде в различной форме.
• Какое различие между естественными и формальными языками?
• Что такое код?
• Приведите примеры кодирования информации, используемой в физике, биологии, географии, математике?
• Придумайте свои способы кодирования русских букв.

Вопросы и задания

• Что больше 1 Кбайт или 1000 байт?
• Какие единицы измерения информации вы знаете?
• Расположите единицы измерения информации в порядке возрастания:

• Гигабайт; Байт; Мегабайт; Килобайт.
• Гигабайт; Байт; Мегабайт; Килобайт.

• Сколько информации содержится в сообщении, если для кодирования одного символа использовать 1 байт:

• « Компьютер – универсальный прибор.»
• « Компьютер – универсальный прибор.»

• Подсчитайте примерный информационный объем одной страницы какого-либо учебника.