Основные понятия информатики

План семинара
Информация и ее свойства.
Способы кодирования и декодирования информации.
Измерение информации.
Вероятностный подход измерения информации.
Количественный подход измерения информации.

Литература
Михеева Е.В. Информатика: учебник для студ. учреждений СПО / Е.В. Михеева, О.И. Титова – М.: изд. центр «Академия», 2010. – 352 с.

Информация и ее свойства
Адекватность
Достоверность
Полнота, исчерпывающее описание
Доступность
Ревалентность, соответствие запросам
Актуальность
Ценность
Понятность
Своевременность

Информация и ее свойства
Качество
Краткость
Четкость
Избыточность

Способы кодирования и декодирования информации
Кодирование информации – это ее преобразование из одной формы в другую.
Кодирование отвечает практическим требованиям и базируется на определенных критериях.
Сущность → Язык → Алфавит → Письмо → Модель

Способы кодирования и декодирования информации
В основе современного кодирования данных в ЭВМ лежит идея С. Морзе, реализованными им в 1848 году в телеграфной азбуке.
Каждый символ кодируется комбинацией длинных и коротких сигналов.
Чем чаще встречается символ в тексте, тем короче его код.
Созвучные символы имеют сходный код, что снижает количество ошибок при передаче.
Знаки препинания передаются не всегда.

Способы кодирования и декодирования информации
Аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование

Способы кодирования и декодирования информации
Широтно-импульсное преобразование

Способы кодирования и декодирования информации
Кодовые таблицы символов

Способы кодирования и декодирования информации

Измерение информации
Единица измерения информации – бит от BInary digiT.
Бит реализует хранение информации в двоичном виде 2N.
1 байт = 8 бит
1 килобайт = 210 = 1.024 байт
1 мегабайт = 220 = 1.048.576 байт
1 гигабайт = 230 = 1.073.741.824 байт

Измерение информации
Способ кодирования информации ограничивает возможности ее отображения.
Представление чисел в компьютере:
1 байт = 28 = 0…255 = -125…127
4 байта = 232 = 0…4.294.967.296
8 байт = 264 = 0…18.446.744.073.709.551.616
Количество атомов в видимой Вселенной 3.37х1073
Число Шеннона 7.97х10121

Измерение информации
Объем измеряемой информации виртуален и зависит от способа измерения.
Информацию в исходном виде измеряют с помощью вероятностного подхода.
Закодированную информацию измеряют численным методом.

Вероятностный подход
Теория вероятности – математическая дисциплина, описывающая случайные события, которые могут произойти или не произойти.
Вероятностью случайного события (P) называется отношение числа ожидаемых исходов (M) к общему числу исходов (N), которое изменяется в диапазоне 0…1.
Вероятностный подход предполагает, что возможные события имеют различные вероятности реализации.

Вероятностный подход

Вероятностный подход
Наибольший объем информации несут события с наименьшей вероятностью.
Единичные события не имеют статистической закономерности, не подчиняются правилу Шеннона и имеют вероятность Р=0.5. Они относятся к области теории катастроф.
Статистически значимые события подчиняются правилу Шеннона и могут быть проверены на достоверность в других условиях

Вероятностный подход
Задача. В корзине лежат 8 черных шаров и 24 белых. Сколько бит информации несет сообщение о том, что достали черный шар?
Решение. Nb = 8 шаров, Nw =24 шара
N = Nb + Nw = 8 + 24 = 32 (всего шаров)
Вероятность доставания черного шара
Pb = Nb / Nw = 8 / 32 = 0.25
Объем информации об этом
H = log2(1 / Pb) = log2(1 / 0.25) = 2 бита

Вероятностный подход

Количественный подход