2.3. Количество информации

Количеством информации называют числовую характеристику сигнала, отражающую ту степень неопределенности (неполноту знаний), которая исчезает после получения сообщения в виде данного сигнала. Если в результате получения сообщения достигается полная ясность в каком-то вопросе, говорят, что была получена полная или исчерпывающая информация и необходимости в получении дополнительной информации нет. И, наоборот, если после получения сообщения неопределенность осталась прежней, значит, информации получено не было (нулевая информация).

Пример. Человек бросает монету и наблюдает, какой стороной она упадет. Обе стороны монеты равноправны, поэтому одинаково вероятно, что выпадет одна или другая сторона. Такой ситуации приписывается начальная неопределенность, характеризуемая двумя возможностями. После того, как монета упадет, достигается полная ясность и неопределенность исчезает (становится равной нулю).

Приведенный пример относится к группе событий, применительно к которым может быть поставлен вопрос типа «да-нет». Количество информации, которое можно получить при ответе на вопрос типа «да-нет», называется битом (англ. bit — сокращенное от binary digit — двоичная единица). Бит — минимальная единица количества информации, ибо получить информацию меньшую, чем 1 бит, невозможно. При получении информации в 1 бит неопределенность уменьшается в 2 раза. Таким образом, каждое бросание монеты дает нам информацию в 1 бит.

Связь между количеством информации и числом состояний системы устанавливается формулой Хартли:

i=log₂N, (2.7)

где i — количество информации в битах; N —. число возможных состояний. Ту же формулу можно представить иначе:

N =2ⁱ. (2.8)

Группа из 8 битов информации называется байтом. Если бит — минимальная единица информации, то байт ее основная единица. Существуют производные единицы информации: килобайт (кбайт, кб), мегабайт (Мбайт, Мб), гигабайт (Гбайт, Гб)., терабайт (Тбайт).

1 кб  = 1024 байта   = 2¹⁰ (1024) байтов.

1 Мб = 1024 кбайта ⁼ 2²⁰ (1024 x 1024) байтов.

1 Гб = 1024 Мбайта = 2³⁰ (1024 х 1024 х 1024)байтов.

1 Тб = 1024 Гбайта = 2⁴⁰ (1024 х 1024 х 1024 х 1024)байтов.

Эти единицы чаще всего используют для указания объема памяти ЭВМ.

Лекция 3. Компьютер — инструмент переработки информации

История создания и поколения ЭВМ

Архитектура ЭВМ

Классификация ЭВМ

Базовая аппаратная конфигурация компьютера

3.1. История создания и поколения эвм

Первой действующей электронно-вычислительной машиной (ЭВМ) стал ENIAC (США, 1945-46 гг.). ENIAC содержал 18000 электронных ламп и потреблял 150 квт электроэнергии. Однако, эта машина еще не использовала принцип хранимой программы. Большой вклад в разработку ЭВМ внес американский математик Джон фон Нейман. Его принцип хранимой программы был впервые реализован в Англии в 1949 году в машине EDSAC и используется и в современных компьютерах. Этот принцип требует, чтобы программа вводилась в память компьютера так же, как в нее вводятся данные.

В истории развития вычислительной техники принято выделять поколения ЭВМ. Переход от одного поколения к другому связан со сменой элементной базы, на которой построен компьютер. Выделяют следующие поколения ЭВМ:

• первое поколение: 1946-1957 годы; элементная база – электронные вакуумные лампы; оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) – до 100 байт; быстродействие — до 10000 операций в секунду;

• второе поколение: 1958-1964 годы; элементная база – транзисторы; ОЗУ  — до 1000 байт; быстродействие — до 1 млн. операций в секунду;

• третье поколение: 1965-1975 годы; элементная база – малые интегральные схемы; ОЗУ — до 10 Кбайт; быстродействие – до 10 млн. операций в секунду;

• четвертое поколение: 1976 год; элементная база — большие (БИС) и сверхбольшие (СБИС) интегральные схемы; ОЗУ — от 100 Кбайт и выше; быстродействие — свыше 10 млн. операций в секунду.

• пятое поколение: характерными особенностями ЭВМ будут способность их к самообучению и наличие речевого ввода и вывода информации.