По изменчивости информация бывает. Информация (Information) - это
Другие контрольные работы по предмету Компьютеры, программирование
1. Задание {{ 1 }} 1 Тема 1-0-0
Информатика наиболее полно и точно - это наука, изучающая
ЭВМ и сети ЭВМ
R структуру и свойства информации
программирование
работу с компьютером
Задание {{ 2 }} 2 Тема 1-0-0
Наиболее полно предмет информатики определяется
информационными технологиями и Интернет
R информационными ресурсами и информационными системами
базами данных и системами управления базами данных
программами и программными системами
Задание {{ 3 }} 3 Тема 1-0-0
Информатика - это, в первую очередь,
R междисциплинарная наука
раздел математики
раздел электроники
техническая наука
Задание {{ 4 }} 4 Тема 1-0-0
Информатика имеет три основные ветви
e-mail, ftp, telnet
hardware, software, techware
hardware, software, netware
R brainware, hardware, software
5. Задание {{ 5 }} 5 Тема 1-0-0
Информационные процессы изучались и использовались в обществе с
R древнейших времен
начала 19-го века
с начала 20-го века
с середины 20-го века
Задание {{ 6 }} 6 Тема 1-0-0
Информационный кризис стал наблюдаться в обществе с
начала 19-го века
R конца 19-го века
начала 20-го века
конца 20-го века
Задание {{ 7 }} 7 Тема 1-0-0
В основные функции информатики, как науки и технологии, входит
R разработка методов исследования информационных процессов
R построение технологий применения (актуализации) знаний.
R укрепление междисциплинарных связей.
новое мышление
Задание {{ 8 }} 8 Тема 1-0-0
Термин информатика образован соединением слов
информация и математика
R информация и автоматика
информация и энергетика
информация и электроника
Задание {{ 9 }} 9 Тема 1-0-0
К появлению информатики прямого (непосредственного) отношения не имеет
теория вычислимых функций
теория алгорифмов
разработка электронных ламп
R ядерный синтез
Задание {{ 10 }} 10 Тема 1-0-0
Явление информационный взрыв в обществе характерно
R порядковым, экспоненциальным (в разы) ростом объёма информации
прямо пропорциональным (на столько-то) ростом объема информации
периодическим (синусоидальным) изменением объема информации
обратно пропорциональным изменением по времени объема информации
Тема 2. Информация
Задание {{ 11 }} 11 Тема 2-0-0
Независимо от рассматриваемой предметной области, информация бывает
R входная, выходная, внутренняя
входная, выходная, научная
массовая, личная, закрытая
Задание {{ 12 }} 12 Тема 2-0-0
По отношению к результату исследования системы, информация бывает
исходная, постоянная, результирующая
исходная, внутренняя, выходная
закрытая, открытая, смешанная
R исходная, промежуточная, результирующая
Задание {{ 13 }} 13 Тема 2-0-0
Правильно утверждение:
2,5 Кб = 2500 байт
5000 байт = 5 Кб
R 5120 Кб = 5 Мб
0,1024 Кб = 1 байт
Задание {{ 14 }} 14 Тема 2-0-0
Неправильно утверждение:
2 Кб = 2048 байт
5000 байт < 5 Кб
0,125 Мб = 128 Кб
R 5000 Кб > 5 Мб
Задание {{ 15 }} 15 Тема 2-0-0
Уравнение вида 1 (Килобайт) = 102 х (байт) + 4 (байт) имеет решение:
Задание {{ 16 }} 16 Тема 2-0-0
Информация по изменчивости бывает:
R постоянная, переменная.
постоянная, полная
определенная, неопределенная
структурная, полная
Задание {{ 17 }} 17 Тема 2-0-0
Наибольшее количество свойств информации перечислено в списке
полнота, массовость, статичность
R полнота, массовость, достоверность
реальность, ценность, краткость
полнота, адекватность, закрытость
Задание {{ 18 }} 18 Тема 2-0-0
Правильно утверждение:
25 Мб = 2500000 байт
5024 байт = 5 Кб
0,25 Кбайт = 246 байт
R 2 Кб = 2048 байт
Задание {{ 19 }} 19 Тема 2-0-0
Неправильно утверждение:
2 Кб > 2000 байт
5000 байт < 5,5 Кб
2048 байт > 10000 бит
R 1,5 Кб > 0,2 Мб
Задание {{ 20 }} 20 Тема 2-0-0
Уравнение вида 2 (Мегабайт) = 10 х (байт)+ 48 (байт) имеет решение:
Задание {{ 21 }} 21 Тема 2-0-0
В 5 килобайтах:
Задание {{ 22 }} 22 Тема 2-0-0
В 5 Мегабайтах килобайт:
Задание {{ 23 }} 23 Тема 2-0-0
В 4 Килобайтах всего бит:
Задание {{ 24 }} 24 Тема 2-0-0
В 1 Гигабайте:
148576 Мегабайт
1024 Килобайт
R 1048576 Килобайт
3251234230 бит.
Задание {{ 25 }} 25 Тема 2-0-0
Сообщения в 32**(x+5) Килобайт и 256**x Мегабайт будут равны лишь при x равном:
Задание {{ 26 }} 26 Тема 2-0-0
В списке равенств: 1 байт = 8 битов; 1 К = 2**13 бит; 1 М = 2**23 байт; 1 Г = 2**30 байт; 1 Г = 2**20 М; 1 К = 2**10 байт; М= 2**50 бит тождеств всего:
Задание {{ 27 }} 27 Тема 2-0-0
R 2 Гигабайт = 2000000 Килобайт
5 Килобайт > 5000 байт
100 Мегабайт < 0,1 Гигабайт
56 бит > 6 байт
Задание {{ 28 }} 28 Тема 2-0-0
Уравнение 1 Килобайт = 102х (байт) + 4 (байта) имеет решение
Задание {{ 29 }} 29 Тема 2-0-0
Информация обладает свойством
R полноты
абсолютности
всеобщности
статичности
Задание {{ 30 }} 30 Тема 2-0-0
Гигабайт меньше, чем
10000 Мегабайт
1000000 Килобайт
R 10000000000 байт
8000000000 бит
Задание {{ 31 }} 31 Тема 2-0-0
Сообщение в 128**(x-3) Килобайт равно сообщению в 64**x Гигабайт только при x равном:
Задание {{ 32 }} 32 Тема 2-0-0
К эмпирическим методам не относится метод:
R индукции
измерения
cравнения
наблюдения
Задание {{ 33 }} 33 Тема 2-0-0
Независимо от предметной области, информация бывает:
R входная, выходная, внутренняя (внутрисистемная)
входная - выходная, сетевая, научная
научно - техническая, бытовая, результирующая
входная, выходная, результирующая
Задание {{ 34 }} 34 Тема 2-0-0
К теоретическим методам не относится метод:
формализации
аксиоматизации
идеализации
R анализа
Задание {{ 35 }} 35 Тема 2-0-0
К теоретическим методам относится метод:
R формализации.
дедукции.
Задание {{ 36 }} 36 Тема 2-0-0
По отношению к результату, информация бывает:
исходная, постоянная, результирующая.
исходная, переменная, результирующая.
исходная, внутренняя, выходная.
R исходная, промежуточная, результирующая.
Задание {{ 37 }} 37 Тема 2-0-0
По изменчивости информация бывает:
R постоянная, переменная, постоянно-переменная (смешанная).
постоянная, переменная, полная.
постоянная, переменная, динамическая.
постоянная, структурная, полная.
Задание {{ 38 }} 38 Тема 2-0-0
К эмпирическим методам относится метод:
индукция.
R измерение.
эвристический.
абстрагирование.
Задание {{ 39 }} 39 Тема 2-0-0
R семантичность, массовость, открытость.
достоверность, устойчивость, ценность.
полнота, сжимаемость, закрытость.
полнота, массовость, ценность.
Задание {{ 40 }} 40 Тема 2-0-0
Наименьшее количество свойств информации перечислено в списке:
полнота, семантичность, открытость, массовость, относительность;
полнота, массовость, достоверность, устойчивость, ценность;
R свежесть, закрытость, модульность, стоимость, адекват
Информация (от лат. informatio, разъяснение, изложение, осведомленность) - сведения о чем-либо, независимо от формы их представления.
Слово «информация» происходит от лат. informatio, что в переводе обозначает сведение, разъяснение, ознакомление. Понятие информации рассматривалось ещё античными философами. До начала промышленной революции, определение сути информации оставалось прерогативой преимущественно философов. В XX веке вопросами теории информации стали заниматься кибернетика и информатика.
Современное научное представление об информации очень точно сформулировал Норберт Винер, "отец" кибернетики. Информация - это обозначение содержания, полученного из внешнего мира в процессе нашего приспособления к нему и приспособления к нему наших чувств.
Клод Шеннон, американский учёный, заложивший основы теории информации - науки, изучающей процессы, связанные с передачей, приёмом, преобразованием и хранением информации, - рассматривает информацию как снятую неопределенность наших знаний о чем-то.
ГОСТ Р 50922-96: Информация - сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах независимо от формы их представления.
ФЗ РФ от 27 июля 2006 г. N 149-ФЗ: информация - сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления;
Не формулируя в настоящий момент четкого определения информации, попытаемся раскрыть ее сущность, описав те свойства информации, к осознанию и использованию которых человечество в своем развитии подошло.
Понятие информации является наиболее сложным для понимания и обычно во вводных курсах информатики не определяется, принимается как исходное базовое понятие, понимается интуитивно. Часто это понятие отождествляется неправильным образом с понятием "сообщение".
Понятие "информация" имеет различные трактовки в разных предметных областях. Например, информация может пониматься как:
Абстракция, абстрактная модель рассматриваемой системы (в математике);
Сигналы для управления, приспособления рассматриваемой системы (в кибернетике);
Мера хаоса в рассматриваемой системе (в термодинамике);
Вероятность выбора в рассматриваемой системе (в теории вероятностей);
Мера разнообразия в рассматриваемой системе (в биологии) и др.
Информация – это некоторая упорядоченная последовательность сообщений, отражающих, передающих и увеличивающих наши знания.
Информация актуализируется с помощью различной формы сообщений – определенного вида сигналов, символов.
Информация по отношению к источнику или приемнику бывает трех типов: входная, выходная и внутренняя.
Информация по отношению к конечному результату бывает исходная, промежуточная и результирующая.
Информация по ее изменчивости бывает постоянная, переменная и смешанная.
Информация по стадии ее использования бывает первичная и вторичная.
Информация по ее полноте бывает избыточная, достаточная и недостаточная.
Информация по доступу к ней бывает открытая и закрытая.
Есть и другие типы классификации информации.
Пример. В философском аспекте информация делится на мировоззренческую, эстетическую, религиозную, научную, бытовую, техническую, экономическую, технологическую.
Основные свойства информации:
Полнота;
Актуальность;
Адекватность;
Понятность;
Достоверность;
Массовость;
Устойчивость;
Ценность и др.
Информация – содержание сообщения, сообщение – форма информации.
Общая Характеристика информационных процессов
Понятие информации, ее свойства И измерение.
1.1. Основные подходы к определению понятия “информация”
Термин "информация" происходит от латинского слова «informatio», что означает сведения, разъяснения, изложение.
Информация наряду с веществом и энергией является одной из базовых сущностей мира, обязательным атрибутом, присущим каждому объекту, явлению и процессу. Несмотря на широкое распространение термина «информация» во всех сферах человеческой деятельности, это понятие, является одним из самых дискуссионных в науке. К настоящему времени уже дан целый ряд его смысловых определений, которые продолжают уточнять. Рассмотрим наиболее известные.
Информация – раскрытая неопределенность наших знаний о чем-то. (Клод Шеннон)
Информация - ϶ᴛᴏ обозначение содержания, полученного из внешнего мира в процессе нашего приспособления к нему и приспособления к нему наших чувств (Норберт Винер).
В различных научных дисциплинах под информацией понимают:
В технике - сообщения, передаваемые в форме знаков или сигналов;
В кибернетике - сообщения, полученные системой от внешнего мира, которые используются для ориентирования, активного действия, управления, ᴛ.ᴇ. в целях сохранения, совершенствования и развития системы;
В термодинамике – отрицание энтропии, отражение меры хаоса в системе.
В теории информации – связи и отношения, устраняющие неопределённость в системе;
В теории вероятностей – вероятность выбора в системе;
В физиологии и биокибернетике – отражение и передача разнообразия в системе;
В философии – отражение материи, атрибут сознания, “интеллектуальности” системы.
В обиходе информацией называют любые новые сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, которые: 1) представляют интерес для человека, системы или специального устройства и 2) воспринимаются ими. "Информировать" в этом смысле означает сообщать нечто новое, неизвестное раньше. Информацию, предназначенную для человека, также кратко можно назвать знанием.
1.2. Объект и субъект, виды информации. Информационные каналы, процессы, системы, ресурсы и технологии
Объектом информации называют ее источник, ᴛ.ᴇ. изучаемый предмет, явление или процесс, являющийся потенциальным носителем некоторых сведений.
К примеру, объектом информации может быть космическое тело, гравитация как физическое явление, процесс формирования облаков в земной атмосфере, муравей, песчинка, молекула заданного вещества, электромагнитное взаимодействие тел и т.д. С возрастанием уровня детализации информации общее ее количество об объекте быстро возрастает.
Под субъектом (адресатом) информации понимают объект, воспринимающий ее, к примеру, какой-либо человек, организация (общественная или государственная), сообщество живых существ (колония птиц, муравьев) либо программный или автоматический объект (интерпретатор).
Информация по отношению к своему адресату (человеку, системе, интерпретатору) бывает трех типов: входная; выходная; внутренняя.
Входной называют информацию, которую рассматриваемая система воспринимает от окружающей среды. Выходной называют информацию, которую сама система выдает в окружающую среду. Внутренняя, внутрисистемная информация (по отношению к данной системе) – информация, которая хранится, перерабатывается и используется только внутри системы.
Внутренние состояния и структура системы влияют определяющим образом на ее взаимоотношения с окружающей средой – внутрисистемная информация влияет на входную и выходную, а также на изменение самой внутрисистемной информации.
Информационными каналами называют органы живых существ, через которые они принимают входную информацию (внутренние каналы) и выдают выходную (выходные каналы), а также построенные на их основе групповые способы передачи информации, к примеру, беседа, газета͵ телепередача, собрание участников акционерного общества.
Внутренними информационными каналами человека являются его органы чувств, обеспечивающие: 1) зрение, 2) слух, 3) обоняние, 4) вкус, 5) осязание. Каналы перечислены в порядке убывания количества входной информации, получаемой через них. При этом у человека, как и других в живых существ, при повреждении или отсутствии возможности использования какого-либо канала (к примеру, в полной темноте зрение оказывается бесполезным) его функции могут частично брать на себя другие каналы – органы чувств.
Основными по форме представления и способу ее восприятия человеком практически используемыми видами информации являются:
1) символьная, 2)текстовая, 3) графическая, 4) звуковая.
Символьная информация представляет собой обозначения в виде некоторых специальных знаков, называемых символами. К примеру, знаки дорожного движения, маркировка промышленных изделий и др.
Текстовая – частный случай символьной информации, при которой знаки представляют собой буквы алфавита некоторого языка, а слитные записи (слова) обозначают некоторые материальные или идеальные объекты. Языки, при помощи которых представляют текстовую информацию, подразделяют на:
естественные , которыми пользуются для общения люди (к примеру, русский, английский), а также на
формальные , имеющие специальное назначение, к примеру, алгоритмические языки, необходимые для написания инструкций для работы ЭВМ, язык математики, предназначенный для записи ее формул, ноты – язык музыки, на котором предписываются действия музыканта͵ играющего на музыкальном инструменте и т.д.
В графической информации смысловую нагрузку несут рисунки, чертежи, графики, схемы, диаграммы и другие изображения. Данная информация часто сочетается с текстовой.
Звуковая информация передается при помощи звуков – колебаний воздушной среды, имеющих различную частоту, амплитуду (размах) и продолжительность.
Для всех перечисленных базовых видов информации разработаны способы их кодирования, ᴛ.ᴇ. представления в той или иной символьной форме.
Информацию, не представимую в формализованной символьной форме, называют образной . Это – вкусы, запахи, сложные либо инстинктивные ощущения, не находящие словесного выражения, картины природы и т.д. Данная составляющая всегда в той или иной мере присутствует в исходной входной информации, которую человек воспринимает из внешней среды.
Носители (материальные средства, используемые для хранения и переработки информации) подразделяют на:
· бумажные – документы; сохраняемые в виде книг, атласов и другой печатной продукции,
· электронные – устройства для хранения электронной памяти (дискеты, диски, флэш-карты и т.д.),
· материальные – отличные от бумажных объекты внешнего мира с нанесенной на них рельефной, графической и (или) текстовой информацией (памятники, дорожные указатели, транспаранты и т.д.).
Информация по отношению к конечному результату при решении конкретных задач бывает:
1) исходная; 2) промежуточная; 3) результирующая.
Пример 1. При определении площади трапеции исходной информацией являются величины оснований и высота трапеции, результирующей информацией – величина искомой площади, в качестве промежуточной информации используют полусумму оснований.
Информация по изменчивости (временной или пространственной) бывает: 1) постоянная (не изменяемая); 2)переменная (изменяемая); 3) смешанная – условно-постоянная (или условно-переменная).
Пример 2. В известной физической задаче определения дальности полёта снаряда артиллерийского орудия информация об угле наклона орудия может быть переменной, информация о начальной скорости вылета снаряда – постоянной, а информация о координатах цели (точности прицеливания) – условно-постоянной.
Возможна также классификация информации и по другим признакам:
По стадии использования (первичная, вторичная);
По полноте (избыточная, достаточная, недостаточная);
По отношению к цели системы (синтаксическая, семантическая, прагматическая);
По отношению к элементам системы (статическая, динамическая);
По отношению к территории (федеральная, региональная, местная, смешанная и т.д.);
По доступу (открытая или общедоступная, закрытая или конфиденциальная, смешанная);
По предметной области, по характеру использования (статистическая, коммерческая, нормативная, справочная, научная, учебная, методическая и т.д., смешанная) и другие.
Информация в философском аспекте бывает: мировоззренческая; эстетическая; религиозная; научная; бытовая; техническая; экономическая; технологическая.
Информационными процессами называют хранение, передачу и обработку информации.
Примерами практической реализации процесса хранения информации являются:
Библиотеки, в которых текстовая информация содержится в бумажном виде в книгах,
Хранение данных, закодированных специальным образом, в памяти компьютера,
Запись электронной информации на диски, флэш-карты:
Сохранение изображений на фотографиях,
Внесение записей в записной книжке (еженедельнике),
Установка памятника некоторому событию либо человеку,
Нанесение животными пахучих меток для обозначения своего присутствия либо отметки для повторного посещения.
Примеры передачи информации:
Пересылка бумажного письма по обычной почте,
Передача фотоснимков между людьми,
Чтение книги учеником,
Передача информации при помощи жестов, танца.
Под обработкой понимают изменение формы представления информации либо выполнение на основании ее использования каких-либо действий.
Примеры обработки информации:
Перевод книги с русского языка на немецкий,
Кодирование букв русского алфавита словами, состоящими из 0 и 1,
Перевод информации из одного электронного формата представления в другой,
Расчет площади треугольника по величине его основания и высоты,
Построение карты местности по изображениям, полученным со спутников.
Информатика – наука, изучающая структуру и общие свойства информации, закономерности её создания, хранения, преобразования, передачи и использования с помощью вычислительных устройств в различных сферах человеческой деятельности.
Термин "информатика" образован соединением слов "информация" и "автоматика".
Стремление сохранять, передавать и развивать полезную информацию (знания) - одна из базовых черт всех цивилизаций. Чем выше уровень развития общества, тем больший объем информации необходим каждому его члену и всему обществу целом. Для хранения и передачи ее человечество выработало такие специальные умения и технические средства, как речь, письменность, книгопечатание, телефон, радио, кино, телевидение.Хранимая и предназначенная для передачи информация имеет вид отдельных законченных фрагментов, называемых информационными ресурсами. К примеру:статьи, документы, книги, кинофильмы, аудиозаписи и др.
Информационная система - ϶ᴛᴏ организационно упорядоченная совокупность документов (информационных продуктов, ресурсов) и инфраструктуры, обеспечивающей работу с ними. Примерами информационных систем являются библиотеки, архивы, фильмотеки, базы данных, Internet.
2. По форме представления:
Буквенная
Цифровая
Графическая
Кодированная
Комбинированная
3. По форме передачи:
Вербальная (словесная, звуковая)
Невербальная (представленная на определенном носителе: бумаге, дискете и т.д.)
Письменная
Печатная
Телефонная
Электронная
Спутниковая и т.д.
4. По назначению:
Экономическая
Техническая
Социальная
Организационная и т.д.
5. По общественному значению:
5.1. Массовая
Обыденная
Общественно-политическая
Эстетическая
5.2.Личная
Интуиция
5.3. Специальная
Производственная
Техническая
Управленческая
6. По изменчивости во времени:
Условно-постоянная (например, место жительства человека)
Условно-переменная (например, последовательность календарных месяцев)
Постоянная (например, дата рождения человека)
Переменная
7. По режиму передачи от одного потребителя информации другому:
В произвольные сроки
По запросу
Принудительно в определенные сроки.
Как и всякий объект, информация обладает свойствами . Информация отличается от других объектов природы и общества характерной особенностью: на свойства информации влияют как свойства исходных данных, составляющих ее содержательную часть, так и свойства методов, фиксирующих эту информацию.
Можно выделить 3 группы свойств информации:
1. Атрибутивные свойства - свойства, без которых информация не существует.
2. Прагматические свойства - свойства, которые характеризуют степень полезности информации для пользователя, потребителя и практики.
3. Динамические свойства - свойства, которые характеризуют изменение информации во времени.
Рассмотрим подробнее указанные группы свойств информации.
Атрибутивные свойства информации.
Дискретность . Информацию характеризуют отдельные фактические данные, закономерности и свойства изучаемых объектов, которые распространяются в виде различных сообщений, состоящих из линии, составного цвета, буквы, цифры, символа, знака.
Неотрывность информации от физического носителя и языковая природа информации. Однако, информация не связана жестко ни с конкретным языком, ни с конкретным носителем.
Непрерывность . Информация имеет свойство сливаться с уже зафиксированной и накопленной ранее, тем самым, способствуя поступательному развитию и накоплению.
Передаваемость информации с помощью каналов связи (в том числе с помехами) хорошо исследована в рамках теории информации К. Шеннона. В данном случае имеется ввиду несколько иной аспект: способность информации к копированию, т.е. к тому, что она может быть «запомнена» другой системой и при этом останется тождественной самой себе. Очевидно, что количество информации не должно возрастать при копировании.
Воспроизводимость информации тесно связана с ее передаваемостью и не является ее независимым базовым свойством. Если передаваемость означает, что не следует считать существенными пространственные отношения между частями системы, между которыми передается информация, то воспроизводимость характеризует неиссякаемость и неистощимость информации, т.е. при копировании информация остается тождественной самой себе.
Преобразуемость - фундаментальное свойство информации. Оно означает, что информация может менять способ и форму своего существования.
Копируемость есть разновидность преобразования информации, при котором ее количество не меняется. В общем случае количество информации в процессах преобразования меняется, но возрастать не может.
Прагматические свойства информации.
Адекватность - степень соответствия реальному объективному состоянию дела. Неадекватная информация может образовываться при создании новой информации на основе неполных или недостоверных данных. Однако и полные, и достоверные данные могут приводить к созданию неадекватной информации в случае применения к ним неадекватных методов.
Актуальность - степень соответствия информации текущему моменту времени. Актуальность - важность для настоящего времени, злободневность, насущность. Только вовремя полученная информация может быть полезна.
Доступность - свойство информации, характеризующее возможность ее получения данным потребителем. Отсутствие доступа к данным или соответствующих методов обработки данных приводит к одинаковому результату: информация оказывается недоступной.
Достоверность . Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Объективная информация всегда достоверна, но достоверная информация может быть как объективной, так и субъективной. Достоверная информация помогает принять нам правильное решение. Недостоверной информация может быть по следующим причинам:
Преднамеренное искажение (дезинформация) или непреднамеренное искажение субъективного свойства;
Искажение в результате воздействия помех («испорченный телефон») и недостаточно точных средств ее фиксации.
Защищенность - свойство, характеризующее невозможность несанкционированного использования или изменения информации.
Объективность и субъективность . Объективный - существующий вне и независимо от человеческого сознания. Информация - это отражение внешнего объективного мира. Информация объективна, если она не зависит от методов ее фиксации, чьего-либо мнения, суждения. Понятие объективности информации является относительным, т.к. методы являются субъективными. Более объективной принято считать ту информацию, в которую методы вносят меньший субъективный элемент. Объективную информацию можно получить с помощью исправных датчиков, измерительных приборов. Отражаясь в сознании конкретного человека, информация перестает быть объективной, т.к., преобразовывается (в большей или меньшей степени) в зависимости от мнения, суждения, опыта, знаний конкретного субъекта. В ходе информационного процесса степень объективности информации всегда понижается. Это свойство учитывают, например, в правовых дисциплинах, где по-разному обрабатываются показания лиц, непосредственно наблюдавших события или получивших информацию косвенным путем (посредством умозаключений или со слов третьих лиц).
Полезность . Уменьшение неопределенности сведений об объекте. Полезность может быть оценена применительно к нуждам конкретных ее потребителей и оценивается по тем задачам, которые можно решить с ее помощью. Дезинформация расценивается как отрицательные значения полезной информации.
Полнота . Характеризует качество информации и определяет достаточность данных для принятия решений или для создания новых данных на основе имеющихся. Неполная информация может привести к ошибочному выводу или решению.
Релевантность - способность информации соответствовать нуждам (запросам) потребителя.
Смысл и новизна . Информация перемещается в социальных коммуникациях (взаимодействиях потребителей) и выделяется та ее часть, которая нова для потребителя.
Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т. п.
Ценность . Ценность информации различна для различных потребителей и пользователей. Самая ценная информация - объективная, достоверная, полная, и актуальная. При этом следует учитывать, что и необъективная, недостоверная информация (например, художественная литература), имеет большую значимость для человека.
Эргономичность - свойство, характеризующее удобство формы или объема информации с точки зрения данного потребителя.
Динамические свойства информации.
Кумулятивность (от лат. cumulatio - увеличение, скопление) характеризует накопление и хранение информации.
Рост информации . С течением времени количество информации растет, информация накапливается, происходит ее систематизация, оценка и обобщение.
Старение . Информация подвержена влиянию времени. Старение информации заключается в уменьшении ее ценности с течением времени. Старит информацию не само время, а появление новой информации, которая уточняет, дополняет или отвергает полностью или частично более раннюю. Научно-техническая информация стареет быстрее, эстетическая (произведения искусства) - медленнее.
Стираемость . Это свойство связано с таким преобразованием информации (передачей), при котором ее количество уменьшается и становится равным нулю.
Запоминаемость . С запоминаемой информацией мы имеем дело в реальной практике.
Рассматриваются основные понятия информатики – алфавит, слово, информация, сообщение, измерение сообщений и информации, виды и свойства информации, меры количества информации (по Хартли и Шеннону), их свойства и значение, вопросы связанные с информационными системами и управлением в системе.
Понятие информации является наиболее сложным для понимания и обычно во вводных курсах информатики не определяется, принимается как исходное базовое понятие, понимается интуитивно, наивно. Часто это понятие отождествляется неправильным образом с понятием "сообщение" .
Понятие "информация" имеет различные трактовки в разных предметных областях. Например, информация может пониматься как:
абстракция, абстрактная модель рассматриваемой системы (в математике);
сигналы для управления, приспособления рассматриваемой системы (в кибернетике);
мера хаоса в рассматриваемой системе (в термодинамике);
вероятность выбора в рассматриваемой системе (в теории вероятностей);
мера разнообразия в рассматриваемой системе (в биологии) и др.
Рассмотрим это фундаментальное понятие информатики на основе понятия "алфавит" ("алфавитный", формальный подход). Дадим формальное определение алфавита .
Алфавит – конечное множество различных знаков, символов, для которых определена операция конкатенации (приписывания, присоединения символа к символу или цепочке символов); с ее помощью по определенным правилам соединения символов и слов можно получать слова (цепочки знаков) и словосочетания (цепочки слов ) в этом алфавите (над этим алфавитом ).
Буквой
или знаком называется любой элемент x
алфавита
X
,
где
.
Понятие знака неразрывно связано с тем,
что им обозначается ("со смыслом"),
они вместе могут рассматриваться как
пара элементов(x
,
y
),
где x
– сам знак, а y
– обозначаемое этим знаком.
Пример. Примеры алфавитов : множество из десяти цифр, множество из знаков русского языка, точка и тире в азбуке Морзе и др. В алфавите цифр знак 5 связан с понятием "быть в количестве пяти элементов".
Конечная последовательность букв алфавита называется словом в алфавите (или над алфавитом ).
Длиной |p| некоторого слова p над алфавитом Х называется число составляющих его букв .
Слово (обозначаемое символом Ø) имеющее нулевую длину , называется пустым словом : |Ø| = 0.
Множество различных слов над алфавитом X обозначим через S (X ) и назовем словарным запасом (словарем) алфавита (над алфавитом ) X .
В отличие от конечного алфавита , словарный запас может быть и бесконечным.
Слова над некоторым заданным алфавитом и определяют так называемые сообщения .
Пример. Слова над алфавитом кириллицы – "Информатика", "инто", "ииии", "и". Слова над алфавитом десятичных цифр и знаков арифметических операций – "1256", "23+78", "35–6+89". Слова над алфавитом азбуки Морзе – ".", ". . –", "– – –".
В алфавите должен быть определен порядок следования букв (порядок типа "предыдущий элемент – последующий элемент"), то есть любой алфавит имеет упорядоченный вид X = {x 1 , x 2 , …, x n } .
Таким образом, алфавит должен позволять решать задачу лексикографического (алфавитного) упорядочивания, или задачу расположения слов над этим алфавитом , в соответствии с порядком, определенным в алфавите (то есть по символам алфавита ).
Информация – это некоторая упорядоченная последовательность сообщений , отражающих, передающих и увеличивающих наши знания.
Информация актуализируется с помощью различной формы сообщений – определенного вида сигналов, символов.
Информация по отношению к источнику или приемнику бывает трех типов: входная, выходная и внутренняя .
Информация по отношению к конечному результату бывает исходная, промежуточная и результирующая .
Информация по ее изменчивости бывает постоянная, переменная и смешанная .
Информация по стадии ее использования бывает первичная и вторичная .
Информация по ее полноте бывает избыточная, достаточная и недостаточная .
Информация по доступу к ней бывает открытая и закрытая .
Есть и другие типы классификации информации .
Пример. В философском аспекте информация делится на мировозренческую, эстетическую, религиозную, научную, бытовую, техническую, экономическую, технологическую .
Основные свойства информации :
актуальность;
адекватность;
понятность;
достоверность;
массовость;
устойчивость;
ценность и др.
Информация – содержание сообщения , сообщение – форма информации .
Любые сообщения измеряются в байтах , килобайтах , мегабайтах , гигабайтах , терабайтах , петабайтах и эксабайтах , а кодируются, например, в компьютере, с помощью алфавита из нулей и единиц, записываются и реализуются в ЭВМ в битах .
Приведем основные соотношения между единицами измерения сообщений :
1 бит (bi nary digit – двоичное число) = 0 или 1,
1 байт 8 битов ,
1 килобайт (1К) = 2 13 бит ,
1 мегабайт (1М) = 2 23 бит ,
1 гигабайт (1Г) = 2 33 бит ,
1 терабайт (1Т) = 2 43 бит ,
1 петабайт (1П) = 2 53 бит ,
1 эксабайт (1Э) = 2 63 бит .
Пример. Найти неизвестные х и у, если верны соотношения:
128 y (К) = 32 x (бит );
2 x (М) = 2 y (байт ).
Выравниваем единицы измерения информации :
2 7y (K) = 2 7y+13 (бит );
2 x (M) = 2 x+20 (байт ).
Подставляя в уравнения и отбрасывая размерности информации , получаем:
Отсюда получаем систему двух алгебраических уравнений:
или, решая эту систему, окончательно получаем, x = –76,5, у = –56,5.
Для измерения информации используются различные подходы и методы, например, с использованием меры информации по Р. Хартли и К. Шеннону.
Количество информации – число, адекватно характеризующее разнообразие (структурированность, определенность, выбор состояний и т.д.) в оцениваемой системе. Количество информации часто оценивается в битах , причем такая оценка может выражаться и в долях битов (так речь идет не об измерении или кодировании сообщений ).
Мера информации – критерий оценки количества информации. Обычно она задана некоторой неотрицательной функцией, определенной на множестве событий и являющейся аддитивной, то есть мера конечного объединения событий (множеств) равна сумме мер каждого события.
Рассмотрим различные меры информации.
Возьмем меру Р. Хартли. Пусть известны N состояний системы S (N опытов с различными, равновозможными, последовательными состояниями системы). Если каждое состояние системы закодировать двоичными кодами, то длину кода d необходимо выбрать так, чтобы число всех различных комбинаций было бы не меньше, чем N :
Логарифмируя это неравенство, можно записать:
Наименьшее решение этого неравенства или мера разнообразия множества состояний системы задается формулой Р. Хартли :
(бит
).
Пример. Чтобы определить состояние системы из четырех возможных состояний, то есть получить некоторую информацию о системе, необходимо задать 2 вопроса. Первый вопрос, например: "Номер состояния больше 2?". Узнав ответ ("да", "нет"), мы увеличиваем суммарную информацию о системе на 1 бит (I = log 2 2). Далее необходим еще один уточняющий вопрос, например, при ответе "да": "Состояние – номер 3?". Итак, количество информации равно 2 битам (I = log 2 4). Если система имеет n различных состояний, то максимальное количество информации равно I = log 2 n .
Если во множестве X = {x 1 , x 2 , ..., x n } искать произвольный элемент, то для его нахождения (по Хартли) необходимо иметь не менее log a n (единиц) информации .
Уменьшение Н говорит об уменьшении разнообразия состояний N системы.
Увеличение Н говорит об увеличении разнообразия состояний N системы.
Мера Хартли подходит лишь для идеальных, абстрактных систем, так как в реальных системах состояния системы не одинаково осуществимы (не равновероятны).
Для таких систем используют более подходящую меру К. Шеннона. Мера Шеннона оценивает информацию отвлеченно от ее смысла:
,
где n – число состояний системы; р i – вероятность (относительная частота) перехода системы в i -е состояние, а сумма всех p i должна равняться 1.
Если все состояния рассматриваемой системы равновозможны, равновероятны, то есть р i = 1/n , то из формулы Шеннона можно получить (как частный случай) формулу Хартли :
I = log 2 n .
Пример. Если положение точки в системе из 10 клеток известно, например если точка находится во второй клетке, то есть
р i = 0, i = 1, 3, 4, …, 10, р 2 = 1 ,
то тогда получаем количество информации, равное нулю I = log 2 1 = 0 .
Обозначим
величину:
.
Тогда изформулы
К. Шеннона
следует, что количество информации I
можно понимать как среднеарифметическое
величин f
i ,
то есть величину f
i
можно
интерпретировать как информационное
содержание символа алфавита
с индексом i
и величиной p
i
вероятности
появления этого символа в любом сообщении
(слове
),
передающем информацию
.
В термодинамике известен так называемый коэффициент Больцмана K = 1.38 × 10 –16 (эрг/град) и выражение (формула Больцмана ) для энтропии или меры хаоса в термодинамической системе:
.
Сравнивая выражения для I и S , можно заключить, что величину I можно понимать как энтропию из-за нехватки информации в системе (о системе).
Основное функциональное соотношение между энтропией и информацией имеет вид:
Из этой формулы следуют важные выводы:
увеличение меры Шеннона свидетельствует об уменьшении энтропии (увеличении порядка) системы;
уменьшение меры Шеннона свидетельствует об увеличении энтропии (увеличении беспорядка) системы.
Положительная сторона формулы Шеннона – ее отвлеченность от смысла информации . Кроме того, в отличие от формулы Хартли , она учитывает различность состояний, что делает ее пригодной для практических вычислений. Основная отрицательная сторона формулы Шеннона – она не распознает различные состояния системы с одинаковой вероятностью.
Методы получения информации можно разбить на три большие группы.
Эмпирические методы или методы получения эмпирических данных.
Теоретические методы или методы построения различных теорий.
Эмпирико-теоретические методы (смешанные) или методы построения теорий на основе полученных эмпирических данных об объекте, процессе, явлении.
Охарактеризуем кратко эмпирические методы.
Наблюдение – сбор первичной информации об объекте, процессе, явлении.
Сравнение – обнаружение и соотнесение общего и различного.
Измерение – поиск с помощью измерительных приборов эмпирических фактов.
Эксперимент – преобразование, рассмотрение объекта, процесса, явления с целью выявления каких-то новых свойств.
Кроме классических форм их реализации, в последнее время используются опрос, интервью, тестирование и другие.
Охарактеризуем кратко эмпирико-теоретические методы.
Абстрагирование – выделение наиболее важных для исследования свойств, сторон исследуемого объекта, процесса, явления и игнорирование несущественных и второстепенных.
Анализ – разъединение целого на части с целью выявления их связей.
Декомпозиция – разъединение целого на части с сохранением их связей с окружением.
Синтез – соединение частей в целое с целью выявления их взаимосвязей.
Композиция - соединение частей целого с сохранением их взаимосвязей с окружением.
Индукция – получение знания о целом по знаниям о частях.
Дедукция – получение знания о частях по знаниям о целом.
Эвристики, использование эвристических процедур – получение знания о целом по знаниям о частях и по наблюдениям, опыту, интуиции, предвидению.
Моделирование (простое моделирование) , использование приборов – получение знания о целом или о его частях с помощью модели или приборов.
Исторический метод – поиск знаний с использованием предыстории, реально существовавшей или же мыслимой.
Логический метод – поиск знаний путем воспроизведения частей, связей или элементов в мышлении.
Макетирование – получение информации по макету, представлению частей в упрощенном, но целостном виде.
Актуализация – получение информации с помощью перевода целого или его частей (а следовательно, и целого) из статического состояния в динамическое состояние.
Визуализация – получение информации с помощью наглядного или визуального представления состояний объекта, процесса, явления.
Кроме указанных классических форм реализации теоретико-эмпирических методов часто используются и мониторинг (система наблюдений и анализа состояний), деловые игры и ситуации, экспертные оценки (экспертное оценивание), имитация (подражание) и другие формы.
Охарактеризуем кратко теоретические методы.
Восхождение от абстрактного к конкретному – получение знаний о целом или о его частях на основе знаний об абстрактных проявлениях в сознании, в мышлении.
Идеализация – получение знаний о целом или его частях путем представления в мышлении целого или частей, не существующих в действительности.
Формализация – получение знаний о целом или его частях с помощью языков искусственного происхождения (формальное описание, представление).
Аксиоматизация – получение знаний о целом или его частях с помощью некоторых аксиом (не доказываемых в данной теории утверждений) и правил получения из них (и из ранее полученных утверждений) новых верных утверждений.
Виртуализация – получение знаний о целом или его частях с помощью искусственной среды, ситуации.
Пример. Для построения модели планирования и управления производством в рамках страны, региона или крупной отрасли нужно решить следующие проблемы:
определить структурные связи, уровни управления и принятия решений, ресурсы; при этом чаще используются методы наблюдения, сравнения, измерения, эксперимента, анализа и синтеза, дедукции и индукции, эвристический, исторический и логический методы, макетирование и др.;
определить гипотезы, цели, возможные проблемы планирования; наиболее используемые методы – наблюдение, сравнение, эксперимент, абстрагирование, анализ, синтез, дедукция, индукция, эвристический, исторический, логический и др.;
конструирование эмпирических моделей; наиболее используемые методы – абстрагирование, анализ, синтез, индукция, дедукция, формализация, идеализация и др.;
поиск решения проблемы планирования и просчет различных вариантов, директив планирования, поиск оптимального решения; используемые чаще методы – измерение, сравнение, эксперимент, анализ, синтез, индукция, дедукция, актуализация, макетирование, визуализация, виртуализация и др.
Суть задачи управления системой – отделение ценной информации от "шумов" (бесполезного, иногда даже вредного для системы возмущения информации ) и выделение информации , которая позволяет этой системе существовать и развиваться.
Информационная система – это система, в которой элементы, структура, цель, ресурсы рассматриваются на информационном уровне (хотя, естественно, имеются и другие уровни рассмотрения).
Информационная среда – это среда (система и ее окружение) из взаимодействующих информационных систем , включая и информацию , актуализируемую в этих системах.
Установление отношений и связей, описание их формальными средствами, языками, разработка соответствующих описаниям моделей, методов, алгоритмов, создание и актуализация технологий, поддерживающих эти модели и методы, и составляет основную задачу информатики как науки, образовательной области, сферы человеческой деятельности.
Информатику можно определить как науку, изучающую неизменные сущности (инварианты) информационных процессов, которые протекают в различных предметных областях, в обществе, в познании, в природе.
