Раздел 2 Информация и информационные процессы

Тема 2.1 Подходы к понятию информации, свойства информации

Основные понятия и термины по теме: информация, свойства информации.

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1. Понятие информации.

2. Подходы к понятию информация.

3. Свойства информации.

Краткое изложение теоретических вопросов:

Информация в биологии связывается с целесообразным поведением живых организмов. Такое поведение строится на основе получения и использования организмом информации об окружающей среде.

В кибернетике понятие информации связано с процессами управления в сложных системах (живых организмах или технических устройствах).

Информация – это сведения, получаемые из окружающей действительности.

Информация обладает следующими свойствами:

• объективность;

• полнота;

• достоверность;

• адекватность;

• доступность;

• актуальность.

Практические занятия

1. Решение задач на определение свойств информации.

Задания для самостоятельного выполнения

1. Оценка достоверности полученной информации путём сравнения материалов из различных источников (интернет-ресурсов, СМИ, печатная продукция, от человека к человеку).

Форма контроля самостоятельной работы: проверка выполнения задания.

Вопросы для самоконтроля по теме:

1. Что такое информация?

2. Какими свойствами обладает информация?

Тема 2.2 Содержательный подход к измерению информации.

Тема 2.3 Алфавитный подход к измерению информации.

Тема 2.4 Вероятностный подход к измерению информации.

Основные понятия и термины по темам 2.2 – 2.4: бит, алфавит, мощность алфавита, информационный объем.

План изучения тем (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1. Содержательный подход к измерению информации.

2. Алфавитный подход к измерению информации.

3. Вероятностный подход к измерению информации.

Краткое изложение теоретических вопросов:

Содержательный подход. Сообщение – информативный поток, который в процессе передачи информации поступает к приемнику.  Сообщение несет информацию для человека, если содержащиеся в нем сведения являются для него новыми и понятными. Сообщение должно быть информативно. Если сообщение не информативно, то количество информации с точки зрения человека = 0. (Пример: вузовский учебник по высшей математике содержит знания, но они не доступны 1-класснику).

Алфавитный подход к измерению информации не связывает количество информации с содержанием сообщения. Алфавитный подход – объективный подход к измерению информации. Он  удобен при использовании технических средств работы с информацией, т.к. не зависит от содержания сообщения. Количество информации зависит от объема текста и мощности алфавита. Ограничений на максимальную мощность алфавита нет, но есть достаточный алфавит мощностью 256 символов. Этот алфавит используется для представления текстов в компьютере. Поскольку 256=2⁸, то 1символ несет в тексте 8 бит информации.

Вероятностный подход. Измеряется количество информации в сообщении о результате некоторого события.

Равновероятные результаты: никакой результат не имеет преимущества перед другим.

Неопределенность знания – число возможных результатов (вариантов сообщения) – N.

Количество информации в сообщении об одном результате события –i битов.

Главная формула информатики: 2ⁱ=N.

Частный случай: два равновероятных результата события. N=2, i=1 бит.

1 бит-количество информации в сообщении об одном из двух равновероятных результатов некоторого события.

Практические занятия

1. Решение задач на измерение количества информации (содержательный подход)

2. Решение задач на измерение количества информации (алфавитный подход)

3. Решение задач на измерение количества информации (вероятностный подход)

Задания для самостоятельного выполнения

1. Решение задач на выбор подхода и измерение количества информации.

Форма контроля самостоятельной работы: проверка решения задач.

Вопросы для самоконтроля по темам:

1. Определите, какое из сообщений содержит для вас информацию:

   • Площадь Тихого океана – 179 млн. кВ. км.

   • Москва – столица России.

   • Вчера весь день шел дождь.

   • Завтра ожидается солнечная погода.

   • Дивергенция однородного векторного поля равна нулю.

   • Dog – собака (по-английски.)

   • 2×2=4.

2. Какой объем информации содержит сообщение, уменьшающее неопределенность знаний в 4 раза?

3. В корзине лежат 8 разноцветных шаров. Сколько информации содержит сообщение о том, что из корзины достали красный шар?

4. Племя Мульти имеет 32-х символьный алфавит. Племя Пульти использует 64-х символьный алфавит. Вожди племен обменялись письмами. Письмо племени Мульти содержало 80 символов, а письмо племени Пульти – 70 символов. Сравните объемы информации, содержащейся в письмах.

5. Что такое неопределенность знания о результате какого-либо события? Приведите примеры, когда неопределенность знания можно выразить количественно.

6. Как определяется единица измерения количества информации?

7. В каких ситуациях и по какой формуле можно вычислить количество информации, содержащейся в сообщении, использую содержательный подход?

8. Сколько битов информации несет сообщение о том, что из колоды в 32 карты достали «даму пик»?