2. Информатизация общества. Правовая защита информации. Дискретная и аналоговая информация. Подходы к измерению информации. Единицы измерения информации и их взаимосвязь.

Информатизация - это сложный социальный процесс, связанный со значительными изменениями в образе жизни населения. Он требует серьезных усилий на многих направлениях, включая ликвидацию компьютерной неграмотности, формирование культуры использования новых информационных технологий и т.д.

Информационная культура – знания и умения в области коммуникационной и информационной технологии, а также знание правовых и этических норм в данной сфере.

Информационное общество – общество, где большая часть населения занято работой с информацией.

Главными критериями информационного общества являются:

- постепенное увеличение мирового производства компьютеров;

- наличие компьютерных сетей (прим.: Основным фактором, препятствующим росту компьютерных сетей, является низкое качество каналов связи. Наиболее надежные каналы – оптоволоконные и спутниковые);

- количество населения, занятого в информационной сфере.

В настоящее время информация является одной из главных ценностей, и подавляющее ее большинство хранится в цифровом пространстве. Защита информации - деятельность, направленная на предотвращение утечки защищаемой информации, несанкционированных и непреднамеренных воздействий на защищаемую информацию. 

Дабы не потерять информацию, следует соблюдать следующие меры:

1. Делать копии нужных файлов, копии же в свою очередь периодически проверять и обновлять.

2. Для защиты ЭВМ от энергосбоев применять бесперебойные источники питания.

3. Шифровать информацию для защиты от хищения.

4. Использовать специальные закодированные ключи, хранящиеся отдельно от программы.

5. Использовать систему логинов, паролей и разграничения доступа.

Хакеры – люди, занимающиеся хищением или разрушением электронной информации, программисты высокого уровня, незаконно проникающие в различные информационные системы.

Логин – индивидуальное входное имя, идентифицирующее пользователя.

Пароль - кодовое слово или фраза, использующееся для входа в систему или сеть, которую должен знать только владелец пароля.

Разграничение прав – система, при которой каждой директории назначены определенные права доступа для разных пользователей.

В зависимости от материальной формы носителя, информация бывает двух основных видов — аналоговая и дискретная. Аналоговая информация изменяется во времени непрерывно. Дискретной информации как самостоятельной не существует, она лишь способ представления аналоговой прерывисто. Это упрощает хранение и создает возможность применять к ней дискретные схемы обработки с целью обеспечения освобождения от ошибок. Большинство ПЭВМ имеет дискретную (цифровую) форму представления информации, что и дает возможность быстрого и продуктивного развития как материальной базу ПЭВМ, так и методов обработки информации. Аналоговая информация - к примеру, голос человека - может быть преобразована в цифровую и надлежащим образом обработана, а затем, преобразована обратно, что например, позволяет безголосым певцам прилично выступать на сцене, при этом их голос обрабатывается и преобразуется в мелодичный из корявого. Дискретная информация позволяет увеличивать объемы хранения, при уменьшении размеров носителей, и т.д.

Существует два подхода к измерению информации: алфавитный и содержательный.

Алфавитный подход позволяет измерять объем информационного текста на некотором языке. Этот подход основан на подсчете числа символов в сообщении, то есть, связан только с длиной сообщения и не учитывает его содержания. Но длина сообщения зависит не только от содержащейся в нем информации. На нее влияет мощность алфавита используемого языка.

При использовании алфавитного подхода считается, что каждый определенный символ имеет свой определенный информационный вес.

Информационный вес символа двоичного алфавита принят за единицу измерения информации и называется 1 бит. Поскольку в двоичном алфавите количество символов равно 2^1, то каждый символ этого алфавита весит 1 бит.

Информационный вес каждого символа, выраженный в битах (b), и мощность алфавита (N) связаны формулой: 2^b = N

В настоящее время большинство файлов подготавливают на компьютере, где алфавит содержит 256 символов. Поскольку 256=2⁸, то мощность такого алфавита равна 8 битам или 1 байту.

Другие, более крупные единицы измерения информации:

- 1 Килобайт (1 кб)=2¹⁰ байт=2¹³ бит

- 1 Мегабайт (1 мб)=2¹⁰ кб=2²³ бит

- 1 Гигабайт (1 гб)=2¹⁰ мб=2³³ бит

Сообщение содержит информацию для человека, если заключенные в нем сведения являются для этого человека новыми и понятными и, следовательно, пополняют его знания.

При содержательном подходе возможна качественная оценка информации: полезная, важная, вредная и т.п.

Единица измерения количества информации называется бит.

Сообщение, уменьшающее неопределенность знания человека в 2 раза, несет для него 1 бит информации.

Неопределенность знания о некотором событии – это количество возможных результатов события (бросания монеты, кубика; вытаскивания жребия и пр.)

Пусть в некотором сообщении содержатся сведения о том, что произошло одно из N равновероятных событий (равновероятность обозначает, что ни одно событие не имеет преимуществ перед другими). Тогда количество информации, заключенное в этом сообщении, - i бит и число N связаны формулой: 2ⁱ=N.

2i=N N – кол-во равновероятных событий i (бит)– кол-во информации в сообщении

3. Языки. Алфавит, мощность алфавита. Кодирование информации. Двоичное кодирование и его применение. Объём информации. Определение объёма текстовой, графической и звуковой информации. Скорость и время передачи информации. Примеры.

Язык – это знаковая система, используемая для целей коммуникации и познания.

Множество используемых в языке символов называется алфавитом. Полное количество символов алфавита (цифры, знаки, буквы и т.д.) называется мощностью алфавита.

Естественными называются “обычные”, “разговорные” языки, которые складываются стихийно и в течение долгого времени. История каждого такого языка неотделима от истории народа, владеющего им. Естественный язык, предназначенный, прежде всего, для повседневного общения, имеет целый ряд своеобразных черт:

• ·      почти все слова имеют не одно, а несколько значений;

• ·      часто встречаются слова с неточным и неясным содержанием;

• ·      значения отдельных слов и выражений зависят не только от них самих, но и от их окружения (контекста);

• ·      распространены синонимы (разное звучание - одинаковый смысл) и омонимы (одинаковое звучание - разный смысл);

• ·      одни и те же предметы могут иметь несколько названий;

• ·      есть слова, не обозначающие никаких предметов;

• ·      многие соглашения относительно употребления слов не формулируются явно, а только предполагаются и для каждого правила есть исключения и т.д.

Основными функциями естественного языка являются:

• ·      коммуникативная (функция общения);

• ·      когнитивная (познавательная функция);

• ·      эмоциональная (функция формирования личности);

• ·      директивная (функция воздействия).

 Искусственные языки создаются людьми для специальных целей либо для определенных групп людей: язык математики, морской семафор, язык программирования. Характерной особенностью искусственных языков является однозначная определенность их словаря, правил образования выражений и правил придания им значений.

Любой язык –– и естественный и искусственный –– обладает набором определенных правил. Они могут быть явно и строго сформулированными (формализованными), а могут допускать различные варианты их использования.

Формализованный (формальный) язык –– язык, характеризующийся точными правилами построения выражений и их понимания. Он строится в соответствии с четкими правилами, обеспечивая непротиворечивое, точное и компактное отображение свойств и отношений изучаемой предметной области (моделируемых объектов).

В отличие от естественных языков формальным языкам присущи четко сформулированные правила семантической интерпретации и синтаксического преобразования используемых знаков, а также то, что смысл и значение знаков не изменяется в зависимости от каких-либо прагматических обстоятельств (например, от контекста).

Большинство формальных языков (созданных конструкций) строится по следующей схеме. сначала выбирается алфавит, или совокупность исходных символов, из которых будут строиться все выражения языка; затем описывается синтаксис языка, то есть правила построения осмысленных выражений. Буквами в алфавите формального языка могут быть и буквы алфавитов естественных языков, и скобки, и специальные знаки и т.п. Из букв, по определенным правилам можно составлять слова и выражения. Осмысленные выражения получаются в формальном языке, только если соблюдены определенные в языке правила образования. Для каждого формального языка совокупность этих правил должна быть строго определена и модификация любого из них приводит чаще всего к появлению новой разновидности (диалекта) этого языка.

Формальные языки широко применяются в науке и технике. В процессе научного исследования и практической деятельности формальные языки обычно используются в тесной взаимосвязи с естественным языком, поскольку последний обладает гораздо большими выразительными возможностями. В то же время формальный язык является средством более точного представления знаний, чем естественный язык, а следовательно, средством более точного и объективного обмена информацией между людьми.

Формальные языки часто конструируются на базе языка математики. Веком бурного развития различных формальных языков можно считать XX век.

С точки зрения информатики, среди формальных языков наиболее значительную роль играют формальный язык логики(язык алгебры логики) и языки программирования.

Для определения объема текстовой информации алфавитным подходом используется формула:

2^b = N

I=K*b

где b – информационный объем каждого символа

N – мощность алфавита

K – количество символов в тексте

I – информационный объем текста

Для определения объема графической информации используются те же формулы, что и для измерения текстовой информации, только обозначения изменяют свой смысл:

2^b = N

I = K*b

где b – битовая глубина (информационный объем одного пикселя);

N – количество цветов палитры;

К – разрешение экрана;

I – информационный объем видеофайла или видеопамяти;

Для определения объема звуковой информации используется следующая формула:

I = K*i*t*n

где i – глубина кодирования звука (разрядность регистра аудиоадаптера, в битах);

N – количество различных уровней звукового сигнала;

К – частота дискретизации аналогового звукового устройства;

t – время записи в секундах;

I – информационный объем аудиофайла;

n – количество каналов (стереозапись – 2, монозапись – 1);

Скорость передачи данных по каналам связи ограничена пропускной способностью канала. Пропускная способность канала связи изменяется как и скорость передачи данных в бит/сек (или кратностью этой величины Кбит/с, Мбит/с, байт/с, Кбайт/с, Мбайт/с).  Для вычислении объема информации V переданной по каналу связи с пропускной способностью q за время t используют формулу:

V=q*t