Представление и измерение информации

1. Понятие информации. Свойства информации
Федеральный закон от 27 июля 2006 года №149-ФЗ «ОБ ИНФОРМАЦИИ, ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ И О ЗАЩИТЕ ИНФОРМАЦИИ»:
Информация - сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления.

Свойства информации
Качество информации можно определить как совокупность свойств, обуславливающих возможность ее использования для удовлетворения определенных потребностей.
1. Адекватность информации - это степень соответствия реальному объективному состоянию дела (устаревшая, неполная информация). Неадекватная информация может образовываться при создании новой информации на основе неполных или недостоверных данных.
2. Полнота информации - во многом характеризует качество информации и определяет достаточность данных для принятия решений или для созданиях новых данных на базе уже имеющихся.

3. Актуальность информации - способность информации соответствовать нуждам потребителей в нужный момент времени.
4. Доступность информации - мера возможности получить ту ли иную информацию.
5. Защищенность информации - свойство, характеризующее невозможность несанкционированного использования или изменения.
Особо важным является первое свойство, так как от него зависит правильность отображения и понимания информации человеком. При этом полной адекватности в природе не существует по причине того, что всегда присутствует некая степень неопределенности, которую можно вычислить.

Виды информации
По времени возникновения:
априорная - известна потребителю заранее, до получения сигнала;
апостериорная - становится известной потребителю после получения сигнала.
Так, получаемая сейчас студентом информация является априорной, если он освоил азы информатики в школе, в противном случае - апостериорной.

По стабильности:
переменная - отражает фактические характеристики источника информации, может меняться;
постоянная - неизменная и многократно используемая в течение длительного периода времени. Строго говоря, и эта информация может меняться, но с гораздо меньшей частотой, которой можно пренебречь.

По способу использования:
вспомогательная - необязательные данные;
закрытая - ее использование возможно с согласия определенных физических или юридических лиц;
избыточная - дублирует данные;
- коммерческая - является объектом купли-продажи.

2. Носители информации
Классификация ВЗУ по типу носителя информации

Флэш-накопитель (картридер) и USB-флэш-память (так называемые USB-«ключи»).

3. Представление чисел в различных системах счисления
Позиционные системы счисления.
Непозиционные системы счисления.
Представление чисел в различных системах счисления.
Перевод целых чисел из одной позиционной системы счисления в другую.
Перевод дробных чисел из одной позиционной системы счисления в другую.

1782

4. Энтропийный и кибернетический подходы.
Существуют два основных подхода к измерению информации:
энтропийный и кибернетический.
Энтропийный (содержательный) подход.
Этот подход основан на том, что факт получения информации всегда связан с уменьшением неопределенности (энтропии) системы. Исходя из этого, количество информации в сообщении определяется как мера уменьшения неопределенности состояния данной системы после получения сообщения.
Так как современная информационная техника базируется на элементах, имеющих два устойчивых состояния, то в информатике в качестве меры неопределенности обычно используют формулу, предложенную американским ученым Р. Хартли в 1928 г.:
где N - число возможных равновероятных событий, Н – энтропия.
При этом единица неопределенности называется двоичной единицей, или битом, и представляет собой неопределенность выбора из двух равновероятных событий.

Кибернетический подход
(символьный, алфавитный, объемный подход)
Основывается на подсчете числа символов в сообщении, то есть связан с длиной сообщения и не учитывает содержание. Способ чувствителен к форме представления (записи) сообщения.
Например, запись числа 21 «двадцать один», 21, 11001, XXI.
При использовании объемного подхода все три сообщения имеют разный объем информации.
Единица измерения - байт. Байт - это один символ.
Все символы кодируются в компьютере в двоичном коде при помощи 0 и 1. Алфавит составляет 256 символов, кодирующихся при помощи 8 двоичных разрядов.

Каждый знак кодируется при помощи восьми нулей и единиц.
Один символ - это один байт.

Содержательный подход:
1 уровень: события равновероятные и неопределенность знаний равна целой степени двойки: N=2k , где k – целое положительное число;
2 уровень: события равновероятные и N>0 – любое целое число;
3 уровень: события не равновероятные.
Первый уровень. В таком приближении количество информации (i) может быть только целым числом: i=k бит (пример – бросание монеты).
Второй уровень. Из уравнения 2i=N следует: i=log2N. Отсюда, например, можно вычислить информативность результата бросания игрального кубика с шестью гранями: i=log26=2,58496 бит (с точностью до 5 знаков после запятой). Вычисление логарифма по основанию 2 можно выполнить с помощью известной формулы преобразования через десятичный или натуральный логарифм:
Такой подход расширяет круг задач. Отсюда следует что, с математической т.з. количество информации может быть не только целым, но и дробным числом.