3. Оқу тәртібінің тақырыптары бойынша дәріс конспектілері және дәрістік курстарды оқу бойынша методикалық нұсқаулар
Тақырып 1. Ақпарат түсінігі
Дәріс мақсаты: Ақпарат түсінігін оқу.
Сұрақтар:
Ақпарат теориясының негізгі тапсырмаларын анықтау.
Байланыс жүйесі түсінігін анықтау.
Ақпарат жіберу сұлбасы қандай блоктардан құралған?
Қандай ақпарат қасиеттерін білесіз?
«ақпарат» термині латынның "informatio" сөзінен шыққан, мәлімет, түсінік, мазмұндау ұғымдарын береді.
Ақпарат – нысан және оның қоршаған ортада пайда болуы туралы, күнделікті тұрмыста және жұмыста ақпарат жүйелерінің (тірі организмдер, басқару машиналары, т.б.) қабылдайтын параметрлері, қасиеттері мен жағдайлары туралы түсінік.
Бірдей хабарламалар да әртүрлі адамдар үшін – алған біліміне, түсіну деңгейіне және алған хабарламаға қызығушылығына байлансты әртүрлі ақпараттардан құралуы мүмкін.
Ақпарат хабарлама сипаттамасы емес, хабарламалар мен оларды қабылдаушылар арасындағы қатынас. Тіпті потенциалды түрде де қабылдаушыларсыз ақпарат туралы айту мағынасыз.
Шамамен компьютерлік деректерді өңдеуде ақпарат мағыналық жүктеулерге ие және компьютерге түсінікті түрде көрсетілген бірнеше символдық түсініктер тізбегімен түсіндіріледі (әріп, сан, кодталған графикалық бейнелер мен дыбыстар, т.б.). Әрбір жаңа символ мұндай символдар тізбегінде хабарламаның ақпараттық көлемін ұлғайтады.
Ақпарат бірнеше әртүрлі формада болуы мүмкін:
мәтін түрінде, сурет, сызба, фотография;
жарықтық немесе дыбыстық сигнал түрінде; радиотолқын түрінде; электрлік және жүйке импульсі түрінде; магнитті жазба түрінде; ымдау және мимика түрінде.
Ақпарат қасиеті. Ақпарат оның сапалық белгілерін сипаттайтын келесі қасиеттерге ие: шынайылық, толықтық, бағалылық, уақытылы, түсініктілік, қолжетімділік, қысқалығы және т.б.
Ақпарат шынайы болады, егер ол істің айқын жағдайын бейнелейтін болса. Шынайы емес ақпарат қате түсінікке немесе қате шешім қабылдауға әкелуі мүмкін. Шынайы ақпарат уақыт өте келе қасиеті көнеленіп, яғни айқын жағдайын бейнелей алмайтын шынайы емес ақпаратқа айналуы мүмкін.
Ақпарат толық болады, егер оны түсіну және шешім қабылдау жеткілікті болса. Толық емес ақпарат ақпарат артықшылығы сияқты шешім қабылдауды тежейді немесе қателікке әкелуі мүмкін.
Ақпарат нақтылығы нысанның, үрдістің, пайда болудың, т.б. шын бейнесіне жақындылығымен анықталады.
Ақпарат бағалылығы тапсырманы орындау маңыздылығымен, сондай-ақ жақын арада адамның қандай да бір қызметінде қолданыс табуына тәуелді. Егер бағалы және уақытылы ақпарат түсініксіз күйде бейнеленсе, ол пайдасыз болуы мүмкін.
Тек өз уақытында алынған ақпарат қана күтілген пайданы әкелуі мүмкін.
Бірдей сұрақтарға ақпаратты қысқа мазмұндауға (детальдарсыз қысу) немесе кеңейтуге (жан-жақты, көпсөзді) болады.
Ақпаратты болады: жасауға, жіберуге, қабылдауға, қолдануға, есте сақтауға, көшіруге, форматтауға, кеңейтуге, түрлендіруге, комбинациялауға, өңдеуге, бөліктерге бөлуге, ықшамдауға, жинауға, сақтауға, іздеуге, өлшеуге, бұзуға, т.б.
Бұл ақпаратты анықтау операциясымен байланысты барлық үрдістер ақпараттық үрдістер деп аталады.
Ақпаратты жіберу. Кез келген әрекет, кез келген жағдай ақпарат көзімен жасалады. Ақпарат хабарлама түрінде кейбір ақпарат көзінен оны қабылдаушыға арадағы байланыс арнасы арқылы жіберіледі. Ақпарат көзі жіберу сигналында кодталатын хабарламаны жібереді. Бұл сигнал байланыс арнасы арқылы жіберіледі. Нәтижесінде қабылдаушыға қабылданған хабарлама декодирленетін қабылдау сигналы келеді. Ақпаратты жіберу байланыс арнасы арқылы бұрмалануды және ақпарат жоғалтуды тудыратын бөгеттер әсеріне жиі ұшырайды.
Кез келген жағдай немесе әрекет әртүрлі, әртүрлі тәсілдермен, әртүрлі әріптермен өрнектелуі мүмкін. Ақпаратты байланыс арнасы арқылы нақтырақ әрі үнемді жіберу үшін оны сәйкесінше кодтау қажет.
Ақпарат материалды қолданушысыз, жіберу энергиясынсыз болуы мүмкін емес. Кодталған хабарлама сигнал-қолданушы ақпаратқа ие. Олар арна арқылы өтеді. Қабылдаушыда шыққанда, ақпарат жалпыға түсінікті түрге келуі қажет.
Байланыс арнасы, байланыс жүйесі туралы айтқанда, мысал ретінде телеграфты алады. Бірақ байланыс арнасы – әртүрлі көптеген жүйелерге ие кең мағыналы түсінік.
Мысалы – есептеу машинасы. Есептеу машинасының жеке жүйелері ақпаратты бір-біріне сигнал көмегімен жібереді. Есептеу машинасы – станок сияқты ақпаратты өңдеуге арналған автоматты құрылғы, метал өңдеу. Машина ақпаратты «ештеңеден» құрмайды, ол өзіне берілгенді ғана өңдейді.
«Байланыс каналының» алуан түрлі ұғымы түсініктің болуы үшін, бірнеше мысал келтіргеніміз жөн.
Сонымен
қатар бұл шаманы хабарламаның орташа
энтропиясы деп атайды. 
шамасы
дербес энтропия деп аталады.
Солай,
өзінің екілiк логарифмдеріне көбейтілген
оқиғасының пайда болатын салыстырмалы
жиілік туындыларының теріс таңбалы
қосындысы 
оқиғасының энтропиясы болып
табылады. Кездейсоқ оқиғаларға
арналған анықтаманы ықтималдықтарды
үлестіру функциясына кеңейтуге болады.
Шеннон бойынша анықтау
Клод Шеннонның тұжырымы бойынша жұмсалған анықталмағандық мәліменттің өсуіне тең, және соны өзгертуге талаптар қойды:
Өлшем үздіксіз болу керек;кіші шамаға ықтималдық шамасының өзгеруі өзгеру функциясында аз нәтижекөрсету керек;
Барлық жағдайлар(әріптер) тең ықтималды болғанда,жағдай(әріп) санының өсуі функция шамасын да өсіру керек;
Соңғы нәтижелі функция аралық функция қосындысы болатын екі қадамға таңдау жасай алатын мүмкіндік болу керек.
Сондықтан
энтропия функциясы 
шартты
қанағаттандыру керек
анықталған
және 
,
мқндағы 
үшін үздіксіз және 
.
Бүтін оң
үшін орындалу керек:
Бүтін оң
үшін,
мұндағы
,
мына
теңдік орындалу керек
Шеннонның
көрсетуі бойынша бұл шарттарға бағынатын
жалғыз функция мына түрде
Мұндағы
—
константа (өлшеу
шамасын таңдау үшін қолданылады).
Мәлімет
көзіне қолданатын энтропия өлшеу (
),
кодаланған екілік сан түрде мәліметті
тиімді тасымалдау үшін өткізу қабілетті
арналарға қойылатын минималды талаптарды
анықтауға болады. Мәлімет көзіннен
санмен көсетілген «мәлімет санынның»
математикалық күтуін есептеу Шеннон
формуласының нәтижесі үшін қажетті.
Кездейсоқ айнамалыларды тұрақсыз
орындау Шеннонның энтропия шамасымен
анықталады. Сонымен, энтропия хабарламадада
көрсетіген мәліметтердің хабарламада
нақты белгілі мәліметпен айырмашылығы
болып табылады. Бұған мысал ретінде
тілдегі артықтық бола алады —
әріптердің пайда болуында нақты
статистикалық заңдылық, әріптердің
тізбектелген жұбы, және т.б.
Шеннон энтропиясының анықтамасы термодинамикалық энтропия ұғымымен байланысты. Ақпараттық теорияға «энтропия» ұғымын енгізуде статистикалық термодинамика саласында Больцман және Гиббс үлкен жұмыс атқарды. Термодинамикалық және ақпараттық энтропия арасында байланыс бар.
Меншікті ақпарат арқылы анықтау
Сондай-
ақ, кездейсоқ шамалардың энтропиясын
анықтау үшін кездейсоқ шамаларды
үлестіру ұғымын енгіземіз 
Және меншікті ақпарат:
Энтропия анықталады:
Кездейсоқ шамасының мүмкін болатын жағдайлар санына ақпарат санын өлшеу шамасы және энтропия: бит, нат, трит немесе хартли тәуеді. мәлімет көзі үшін ықтималды модель контекстінде анықталған сан энтропия болып табылады. Мысалы, тиын лақтыру энтропиясы:
бит
бір лақтырғанда, ал мүмкін болатын
жағдай саны тең:
мүмкін
болатын жағдай.
Хабарлама көзі
Жіберу құрылғысы
Қабылдау құрылғысы
Қабылдаушы
x n
Кедергі көзі
Ақпарат берудің жалпы сұлбасы.
Хабарлама–әр түрлі физикалық табиғаты бар сигналдың көмегімен ақпарат көзінен хабарлама алушыға жіберуге арналған белгілі бір формадағы ақпарат. Хабарлама ут быть телеграмма, фототелеграмма, сөз, теледиарлық сурет, әр түрлі байланыс каналдарымен берілетін ЭВМ-ның шығысындағы мәліметтер және т.б., нысаннан шығатын әр түрлі физикалық табиғаты бар сигналдар.
Сигнал –параметрлері хабарламаны баламалы түрде суреттейтін кез-келген физикалық процессті көрсететін ақпаратты материалды тасушы. Физикалық табиғаты бойынша сигналдар электрлік, акустикалық, оптикалық, электромагниттік және т.б. болып бөлінеді.
Ақпаратты қорғау–мемлекеттік, қызметтік, коммерциялық, жеке құпияларды сақтауға бағыттылған және кез-келген түрдегі ақпаратты тасымалдаушыны сақтауға арналған қызмет.
Ақпаратты қорғау жүйесі - қорғау мақсатымен және ойымен, керекті техникалық құрылғыларды қолданумен және концепцияға қатысты әдістермен жүргізілген ақпаратты қорғауға арналған ұйымдық және техникалық шара жиынтығы.
Негізгі әдебиет: 2(97-106), 3(12-15); 5(7-9).
Қосымша әдебиет: 16(15-25); 17(5-30).
Бақылау сұрақтары:
Ақпараттық теорияның негізгі міндетін анықтау.
Байланыс жүйесі түсінігін анықтау.
Ақпаратты жіберу сұлбасы қандай блоктардан тұрады?
Ақпараттың қандай ерекшеліктерін білесіңдер?
Тақырып 2.Ақпараттың статистикалық өлшемдері. Энтропия. Энтропия қасиеттері.
Дәріс мақсаты: Энтрпия түсінігін және оның нышанын үйрену.
Сұрақтар: