3. Данные и их свойства, кодирование данных

Данные могут рассматриваться как признаки или записанные наблюдения, которые по каким-то причинам не используются. В том случае, если появляется использовать эти данные для уменьшения неопределенности о чем-либо, данные превращаются в информацию.

Данные — это информация, представленная в формализованном виде и предназначенная для обработки ее техническими средствами, например, ЭВМ.

Данные – составная часть информации, они представляют собой зарегистрированные сигналы.

Метод регистрации, следовательно, и носители информации могут быть любыми: изменение оптических характеристик поверхности (носитель бумага или CD-диск), изменение магнитных свойств (магнитные ленты и диски), изменение химической поверхности (фотографии), биохимический уровень (накопление и передача данных в живой природе).

Простейшая модель информационного обмена:

Информация – Данные – Сигналы – Данные – Информация

1. Источник представляет информацию в виде данных;

2. На основе данных формируется последовательность энергетических сигналов;

3. Сигналы взаимодействуют с материей и регистрируются. При этом образуются данные;

4. Получатель интерпретирует данные и воспроизводит их. При этом образуется информация.

Свойства данных:

1. Данные всегда объективны, даже если информация, заключенная в них, субъективна.

2. Неразрывная связь с носителем – основное свойство данных. Оно обуславливает их объективность и определяет большинство прочих свойств (долговечность хранения, скорость перемещения, плотность размещения).

Для автоматизации работы с данными, относящимися к различным типам, очень важно унифицировать их форму представления. Для этого используется прием кодирования, т.е. выражение данных одного типа через данные другого типа.

Операции с данными

В ходе информационного процесса данные преобразуются из одного вида в другой с помощью определенных методов. Сама обработка данных включает в себя множество различных операций. В структуре возможных операций можно выделить следующие:

1. Сбор данных – накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решений.

2. Формализация данных – приведение данных, поступающих из различных источников, к одной форме.

3. Фильтрация данных – отсеивание «лишних» данных, в которых нет необходимости для принятия решений.

4. Сортировка данных – упорядочивание данных по заданному признаку.

5. Архивация данных – организация хранения данных в удобной и доступной форме; служит для снижения экономических затрат по хранению данных.

6. Защита данных – комплекс мер, направленных на предотвращение утраты, воспроизведения и модификации данных.

7. Транспортировка данных – прием и передача данных между удаленными участниками информационного процесса.

8. Преобразование данных – перевод данных из одной формы в другую.

Кодирование информации

Кодирование информации – это операция преобразования информации из одной знаковой системы в другую.

Кодирование – это процесс представления информации, удобный для ее хранения и/или передачи.

Существует три основных способа кодирования:

1. Графический, с помощью специальных рисунков или значков;

2. Числовой – с помощью чисел,

3. Символьный – с помощью символов алфавита

Средством кодирования служит таблица соответствия знаковых систем, которая устанавливает взаимно однозначное соответствие между знаками или группами знаков двух различных знаковых систем.

В процессе обмена информацией часто приходится производить операции кодирования и декодирования информации. Например, при вводе знака алфавита в компьютер путем нажатия соответствующей клавиши на компьютере, происходит кодирование знака, т.е. преобразование его в компьютерный код. При выводе знака на экран монитора или принтер происходит обратный процесс – декодирование, когда из компьютерного кода знак преобразуется в его графическое изображение.

Системы кодирования – человеческие языки, азбука, запись математических выражений, телеграфная, морская азбука и др.

Шифрование – это тоже кодирование, но с засекреченным методом, известным только источнику и адресату.

Дешифрование – процесс зашифрованного текста в открытый (исходный) текст.

Методами шифрования занимается наука криптография.

В вычислительной технике используется своя система кодирования, которая называется двоичным кодированием. При двоичном кодировании один двоичный разряд несет одну единицу информации, которая называется 1 бит. Эта система основана на представлении данных последовательностью всего двух знаков – 0 и 1 (машинный код).

Одним битом могут быть выражены два понятия 0 или 1 (да или нет, истина или ложь, есть сигнал или нет сигнала).

Двумя битами можно выразить четыре различных понятия:

00,01,10,11.

Тремя битами можно закодировать восемь различных значений:

000,001,010,011,100,101,110,111

Увеличивая на единицу количество разрядов в системе двоичного кодирования, мы увеличиваем в два раза количество значений, которое может быть выражено в данной системе:

N = 2ⁱ,

Где N – количество независимых кодируемых значений,

i – разрядность двоичного кодирования.

Для кодирования целых чисел от 0 до 255 достаточно иметь 8 разрядов двоичного кода (8 бит – 256=2⁸):

00000000=0

00000001=1

……………

11111110=254

11111111=255

16 бит позволяют кодировать целые числа от 0 до 65535, а 24 бита уже более 16,5 млн различных значений.

С помощью двоичного кода можно кодировать и текстовую информацию: 8 бит – 256 символов, 16 бит – 65536 символов (универсальная система кодирования (UNICODE)).

Графические данные (растровое изображение – 32 бита – полноцветный режим). Звуковая информация также кодируется.