Вопрос 4. Данные.

Мат объект.От него получаем сигнал.Сигнал несет инф-ию.Инф-ия преобр-ся в данные.Данные-это сигнал.Сигнал-изменение электромагнитного поля.В этих изменениях должна быть заложена информация.При формировании реальные сигналы представляются в виде функций.1.Непрерывная ф-ия непрерывного аргумента.2.Непрерывные ф-ии дискретного аргумента.Элемент квантуется с определенным шагом.Шаг квантования опр-ся по т-ме Котельникова.Суть ее-непрерывную ф-ию нужно представить дискретными значениями.нужно квантовать с частотой в 2 раза больше верхней частоты.3.Дискретная ф-ия непрерывного аргумента.Квантование не по времени,а по значению самой ф-ии.4.Дискретная ф-ия дискретного аргумента.Может принимать дискретные значения бесконечного мн-ва и опр-ся в момент ti.Как непрерывные,так и дискретные сигналы образуют сообщения.Cообщение-начало информационного процесса.Информ процесс начинается со сбора инф-ии,а сбор инф-ии подразумевает получение сообщения через перечисленные ф-ии.Что делает передачик который посылает сигнал в каналы связи?Передачик изменяет сигнал по тем параметрам,по какому происходит модуляция.Т.е.передачик обработанный сигнал посылает через канал потребителю.Хар-ка сигнала-по длительности(T).Если на пути емкость-она задержит низкие частоты.Если индуктивность она задержит все высокие частоты.Поэтому аппаратура пропускает по частоте.Ширина полосы пропускания.Важная хар-ка H-превышение сигнала над помехой.V=TFH-объем сигнала.

№5 Виды информации

По способам восприятия:

1) Визуальная

2) Аудиальная

3) Тактильная

4) Обонятельная

5) Вкусовая

По форме представления:

1) Текстовая

2) Числовая

3) Графическая

4) Звуковая

5) Комбинированная

По общественному значению:

1) Массовая:    - обыденная    - общественно-политическая    - эстетическая 2) Специальная:    - научная    - производственная    - техническая    - управленческая 3) Личная:    - знания    - умения    - навыки    - интуиция

По форме представления

Рассмотрим только те виды информации, которые “понимают” технические устройства (в частности, компьютер).

Текстовая информация, например текст в учебнике, сочинение в тетради, реплика актера в спектакле, прогноз погоды, переданный по радио. Заметим, что в устном общении (личная беседа, разговор по телефону, радиопостановка спектакля) информация может быть представлена только в словесной, текстовой форме. Числовая информация, например таблица умножения, арифметический пример, счет в хоккейном матче, время прибытия поезда и др. В чистом виде числовая информация встречается редко, разве что на контрольных по математике. Чаще всего используется комбинированная форма представления информации.

• Рассмотрим пример. Вы получили телеграмму: “Встречайте двенадцатого. Поезд прибывает в восемь вечера”. В данном тексте слова “двенадцатого” и “восемь” мы понимаем как числа, хотя они и выражены словами.

Графическая информация: рисунки, схемы, чертежи, фотографии. Такая форма представления информации наиболее доступна, так как сразу передает необходимый образ (модель), а словесная и числовая требуют мысленного воссоздания образа. В то же время графическая форма представления не дает исчерпывающих разъяснений о передаваемой информации. Поэтому наиболее эффективно сочетание текста, числа и графики.

• Например, при решении задач по геометрии мы используем чертеж (графика) + пояснительный текст (текст) + числовые расчеты (числа).

Музыкальная (звуковая) информация.

В настоящее время мультимедийная (многосредовая, комбинированная) форма представления информации в вычислительной техники становится основной. Цветная графика сочетается в этих системах со звуком и текстом, с движущимися видеоизображением и трехмерными образами.

№6 Единицы измерения информации и их соотношение

Единицы измерения информации.

Любая буква, звук, изображение в компьютере представлен набором цифр 0 и 1. Грубо говоря, компьютер понимает состояния “есть сигнал (1) ” и “нет сигнала ( 0 )”.

binary digit - (двоичный знак)

bit (бит) - это наименьшая единица информации, которая выражает логическое Да или Нет и обозначается двоичным числом 1 или 0.

Бит - 2⁰

Обработка информации происходит в процессоре - устройстве, которое может обработать сразу несколько бит (8, 16, 32, 64, ...). Чем больше бит информации одновременно обрабатывается, тем быстрее работает компьютер. Первые компьютеры обрабатывали одновременно 8 бит информации, поэтому появилась новая единица измерения - байт.

1 байт = 8 бит

По сравнению с книгой, в которой хранится огромное количество страниц текста, один символ очень маленькая единица. Необходимы более крупные единицы измерения информации.

основная единица	кило	мега	гига
метр	10^3	10^6	10^9
байт	2^10	2^20	2^30

По аналогии с единицами измерения длины выведем значения для единиц измерения информации, добавляя в название основной единицы приставку и умножая на соответствующее приставке число:

1 Кбайт (килобайт) =   2¹⁰ байт = 1024 байт

1 Мбайт (мегабайт) = 2²⁰ байт = 1024 Кбайт

1 Гбайт (гигабайт) =    2³⁰ байт = 1024 Мбайт

№7 Синтаксическая мера информации

Краткое описание: Синтаксическое измерение отражает физические характеристики информации: объем, способ представления, способ кодирования, тип носителя, скорость передачи и т.д. Таким образом эта информация является данными. Объем данных в сообщении измеряется числом символов. Но элементарной единицей информации в компьютере является один бит – двоичный разряд, который может принимать лишь два значения 0или1. Он отражает количество информации, сообщаемое одним двоичным фиксатором. Кодируется в двоичной системе счисления. Группу из 8 бит называют байтом. Однако синтаксической меры измерения не достаточно, если требуется определить не объем данных, а количество нужной в сообщении информации.

Синтаксическая мера информации

Эта мера количества информации оперирует с обезличенной информацией, не выражающей смыслового отношения к объекту.

Объем данных Vд в сообщении измеряется количеством символов (разрядов) в этом сообщении. В различных системах счисления один разряд имеет различный вес и соответственно меняется единица измерения данных:

• в двоичной системе счисления единица измерения – бит (bit – binary digit – двоичный разряд). В современных компьютерах наряду с битом широко используется укрупненная единица измерения “байт”, равная 8 бит;

• в десятичной системе счисления единица измерения – дит (десятичный разряд).

Сообщение в двоичной системе в виде восьмиразрядного двоичного кода 10111011 имеет объем данных Vд=8 бит. Сообщение в десятичной системе в виде шестиразрядного числа 275903 имеет объем данных Vд=6 дит.

Количество информации I на синтаксическом уровне невозможно определить без рассмотрения понятия неопределенности состояния системы (энтропии системы). Действительно, получение информации о какой-либо системе всегда связано с изменением степени неосведомленности получателя о состоянии этой системы. Рассмотрим это понятие.

Пусть до получения информации потребитель имеет некоторые предварительные (априорные) сведения о системе  . Мерой его неосведомленности о системе является функция Н( ), которая в то же время служит и мерой неопределенности состояния системы.

После получения некоторого сообщения  получатель приобрел некоторую дополнительную информацию I ( ), уменьшившею его неосведомленность так, что после получения сообщения  неопределенность состояния системы стала H ( ).

Тогда количество информации I ( ) о системе, полученной в сообщении  , определяется как

I ( )=H( ) - H ( ),

т.е. количество информации измеряется изменением (уменьшением) неопределенности состояния системы.

Если конечная неопределенность H ( ) обратится в нуль, то первоначальное неполное знание заменится полным знанием и количество информации I ( ) = H( ). Иными словами, энтропия системы H( ) может рассматриваться как мера недостающей информации.

Коэффициент (степень) информативности (лаконичности) сообщения определяется отношением количества информации к объему данных, т.е.

,

причем 0 < Y < 1.

С увеличением Y уменьшается объемы работы по преобразованию информации (данных) в системе. Поэтому стремятся к повышению информативности, для чего разрабатываются специальные метода оптимального кодирования информации.

№8 Семантическая мера информации

Краткое описание: В этом случае рассматривается семантический аспект, позволяющий определить содержательную сторону сведений. Для измерения смыслового содержания информации можно воспользоваться тезаурусом ее получателя (потребителя). Тезаурусом называется совокупность сведений, которыми располагает получатель информации. Соотнесение тезауруса с содержанием поступившего сообщения позволяет выяснить, насколько оно снижает неопределенность. Прагматическая мера информации определяет ее полезность в достижении своих целей. Для этого достаточно определить вероятность достижения цели до и после получения сообщения и сравнить их. Ценность информации рассчитывается по формуле Ip= log ( P1/ P0 ), где P0 – вероятность достижения цели до получения информации, а P1 – вероятность достижения цели после получения сообщения. Семантическая мера информации

Для измерения смыслового содержания информации, т.е. ее количества на семантическом уровне, наибольшее признание получила тезаурусная мера, которая связывает семантические свойства информации со способностью пользователя принимать поступившее сообщение. Для этого используется понятие тезауруса пользователя.

В зависимости от соотношения между смысловым содержанием информации Sp изменяется количество семантической информации Ic, воспринимаемой пользователем и включаемой им в дальнейшем в свой тезаурус. Характер такой зависимости показан на рисунке ниже.

Рис. Зависимость количества семантической информации, воспринимаемой потребителем, от его тезауруса Ic=f (Sp)

Рассмотрим два предельных случая, когда количество семантической информации Ic равно 0:

• при Sp  0 пользователь не воспринимает, не понимает поступающую информацию;

• при Sp   пользователь все знает, и поступающая информация ему не нужна.

Максимальное количество семантической информации Ic потребитель приобретает при согласовании ее смыслового содержания S со своим тезаурусом Sp (Sp=Sp opt), когда поступающая информация понятна пользователю и несет ему ранее не известные (отсутствующие в его тезаурусе) сведения.

Одно и то же сообщение может иметь смысловое содержание для компетентного пользователя и быть бессмысленным (семантический шум) для пользователя не компетентного.

Относительной мерой количества семантической информации может служить коэффициент содержательности C, который определяется как отношение количества семантической информации к ее объему:

Вопрос №9. Прагматическая мера информации.

Информация – сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний.

Данные могут рассматриваться как признаки или записанные наблюдения, которые по каким-то причинам не используются, а только хранятся.

Эта мера определяет полезность информации (ценность) для достижения пользователем поставленной цели. Эта мера также величина относительная, обусловленная особенностями использования этой информации в той или иной системе. Ценность информации целесообразно измерять в тех же самых единицах (или близких к ним), в которых измеряется целевая функция.

Ценность информации всегда связана с ее конкретным получателем, с конкретной целью, которую он хочет реализовать, и с конкретными возможностями реализации этой цели

Вопрос №10, 11 Критерии качества информации. свойства

Качество информации является одним из важнейших параметров для

потребителя информации. Оно определяется следующими свойствами:

репрезентативность – правильность отбора информации в целях адекватного отражения источника информации;

достаточность – минимальный, но достаточный объем информации для достижения целей, которые преследует потребитель информации

доступность – мера возможности получить ту или иную информацию;

актуальность – степень сохранения ценности информации для управления в момент ее использования и зависит от динамики изменения ее характеристик и от интервала времени, прошедшего с момента возникновения данной информации;

своевременность – поступление информации не позже заранее назначенного момента времени, согласованного со временем решения поставленной задачи;

точность – степень близости получаемой информации к реальному состоянию объекта, процесса, явления;

адекватность – это определенный уровень соответствия создаваемого с помощью полученной информации образа реальному объекту, процессу, явлению;

устойчивость – способность информации реагировать на изменения исходных данных без нарушения необходимой точности.

Вопрос №12. Информационная технология как система.

В основе разработки и использовании любой ИТ должен лежать системный подход. Только такой подход может комплексно охватить проблему. Если ИТ рассматривается как система, то под этой системой мы будем понимать совокупность функциональных элементов и отношений между ними, преследующих определенную цель на определенном временном интервале. В зависимости от  поставленной цели будут меняться функциональные элементы и отношения между ними. Это значит, что мы можем выделить ряд конкретных ИТ в зависимости от цели их применения.

Существует достаточно условная градация систем: по характеру функционирования (детерминированные и вероятностные) и по степени сложности. Критерий сложности достаточно условный, но тем не менее удобен и применяем, поэтому  классификацию систем по указанному принципу.

Простые динамические системы - не имеют разветвленной структуры, не  большое количество элементов и связей. Они могут содержать от 10 до 1000 элементов, в простых системах отсутствуют иерархические уровни.

Сложные системы - с развитой иерархической структурой, большим числом элементов и внутренних связей. Связи могут содержать от 10000 до 10 млн. элементов. Их невозможно или очень трудно корректно описать математически.

Очень сложные системы - большие системы. Академик Б.И. Петров, один из основоположников теории больших систем, предложил для них ряд необходимых и достаточных свойств, наличие которых позволяет считать систему большой. К этим свойствам относятся:

1. наличие структуры;

2. наличие единой цели функционирования;

3. устойчивость к внешним и внутренним возмущениям;

4. комплексный состав системы;

5. способность к развитию (и в пределе способность к самообучению).