3. Понятия информатики и информации. Формы представления информации. Понятие количества и качества информации. Единицы измерения информации в вычислительных системах.

Информатика — это наука и учебная дисциплина о за­кономерностях работы с информацией, методах ее преоб­разования, хранения и передачи с помощью компьютер­ной техники.

Любая деятельность человека представляет собой процесс сбора и переработки информации, принятия на ее основе решений и их выполнения. С появлением современных средств вычислительной техники инфор­мация стала выступать в качестве одного из важнейших ресурсов научно-техни­ческого прогресса.

Термин «информация» происходит от латинского informatio — разъяснение, изложение, осведомленность.

Термин информация (И.), не смотря на его широкое применение является одним из самых дискуссионных в науке. И. получает различные смысловые наполнения в различных отраслях человеческой деятельности:

1) в обиходе: И.- любые данные или сведения, которые кого-либо интересуют;

2)в технике: И. -сообщения, передаваемые в форме знаков или сигналов.

3) в кибернетике: И.- часть знаний, которая используется для ориентирования, принятия решений при управлении системой.

Клод Шеннон (американский ученый, заложивший основы теории информации) дал следующее определение информации.

Информация- снятая неопределенность наших знаний о чем-либо.

Норберт Винер (основатель кибернетики) дал следующее определение информации. Информация- это обозначение содержания, полученного из внешнего мира в процессе нашего приспособления к нему и приспособления к нему наших чувств.

В рамках науки информация является первичным и неопределяемым поняти­ем. Оно предполагает наличие материального носителя информации, источника информации, передатчика информации, приемника и канала связи между источ­ником и приемником. Понятие информации используется во всех сферах: науке, технике, культуре, социологии и повседневной жизни. Конкретное толкование элементов, связанных с понятием информации, зависит от метода конкретной на­уки, цели исследования или просто от наших представлений.

Энциклопедический словарь (М.: Сов. энциклопе­дия, 1990) определяет информацию в исторической эволюции: первоначально — сведения, передаваемые людьми устным, письменным или другим способом (с помощью условных сигналов, технических средств и т. д.); с середины XX века — общенаучное понятие, включающее обмен сведениями между людьми, челове­ком и автоматом, обмен сигналами в животном и растительном мире (передача признаков от клетки к клетке, от организма к организму).

Более узкое определение дается в технике, где это понятие включает в себя все сведения, являющиеся объектом хранения, передачи и преобразования.

Наиболее общее определение имеет место в философии, где под информацией понимается отражение реального мира. Информацию как философскую катего­рию рассматривают как один из атрибутов материи, отражающий ее структуру.

Особенности экономической информации. Структура экономической информации (для экономистов)

В период информатизации общества формирование и производство информации становится важнейшим для ее полноценного применения.

Понятие « информация » произошло от латинского слова « informatio », что означает изложение, разъяснение какого-либо факта, события, явления . В широком смысле информация определяется как сведения о той или иной стороне материального мира и происходящих в нем процессах . При изучении информации учитываются закономерности ее создания, преобразования и использования в различных сферах человеческой деятельности.

Информацию как продукт производства и применения отличает прежде всего предметное содержание. Она очень разнообразна и подразделяется по виду обслуживаемой ею человеческой деятельности: научная, техническая, производственная, управленческая, экономическая, социальная, правовая и т.п. Каждый из видов информации имеет свои технологии обработки, смысловую ценность, формы представления, требования к точности, достоверности, оперативности отражения фактов, явлений, процессов.

Предметом дальнейшего рассмотрения будет экономическая информация.

В информационном обществе информация выступает одним из главных ресурсов. Являясь связующим звеном между разными видами интеллектуальной и материальной деятельности коллективов людей, между управлением и производством, информация в отличие от других видов ресурсов, в частности природных ресурсов, не убывает со временем, а наоборот, ее объем постоянно увеличивается, создавая условия для накопления опыта, способствуя выработке обоснованных управленческих решений.

Экономическая информация представляет собой совокупность различных сведений экономического характера, которые можно фиксировать, передавать, обрабатывать, хранить и использовать в процессе планирования, учета, контроля, анализа на всех уровнях отраслевого и регионального управления .

Экономическая информация не только отражает, но и обслуживает процессы производства, распределения, обмена и потребления. С одной стороны, она является предметом труда (исходная информация – это информация, подлежащая дальнейшему преобразованию), а с другой стороны – продуктом труда (результатная информация – это информация, прошедшая все стадии обработки).

Особенности экономической информации:

•  информация дискретна (прерывна);

•  имеет строго определенные временные сроки своего представления;

•  отличается большим объемом и простыми алгоритмами обработки;

•  логические операции обработки преобладают над арифметическими;

•  исходные и результатные данные представляются в основном в табличной форме.

Показатели качества экономической информации:

•  объективность связана с правильностью ее отбора и формирования для адекватного отражения заданных свойств объекта;

•  полнота означает, что информация содержит минимальный, но достаточный для принятия правильного управленческого решения набор экономических показателей;

•  доступность обеспечивается возможностью выполнения соответствующих процедур ее получения и преобразования;

•  актуальность определяется степенью сохранности информации для обеспечения управления в момент ее использования;

•  современность и своевременность означают, что информация может быть использована при выработке управляющего решения без нарушения установленной процедуры;

•  устойчивость – это свойство результатной информации реагировать на изменения исходных данных, сохраняя необходимую точность расчетов;

•  достоверность – это свойство информации отражать реально существующие объекты с необходимой точностью;

•  ценность – определяется эффективностью осуществляемого на основе информации экономического управления.

Структура экономической информации достаточно сложна и может включать различные комбинации информационных совокупностей, обладающих определенным содержанием . Под информационной совокупностью понимается группа данных, характеризующих объект, процесс, операцию .

Виды информационных совокупностей:

•  реквизиты

Это элементарные неделимые единицы экономической информации, выражающие определенные свойства объекта. Реквизиты подразделяются на:

•  реквизиты-признаки

характеризуют качественные свойства описываемого объекта (время и место действия, фамилия, имя, отчество исполнителя, наименование работы и т.д.).

•  реквизиты-основания

дают количественную характеристику явлений, выраженную в определенных единицах измерения (сумма вклада в рублях, ставка налога в процентах и т.д.).

Отдельно взятые реквизиты-признаки и реквизиты-основания экономического смысла не имеют, поэтому применяются только в сочетании друг с другом.

•  показатели

Это совокупность логически связанных реквизитов-признаков и реквизитов-оснований, имеющая экономический смысл.

•  документы

Строятся на основе показателей. Документы, используемые в процессе управления, планирования и учета, могут включать один или несколько показателей с обязательным указанием лица, ответственного за содержащуюся в них информацию.

С понятием информации связаны такие понятия, как сигнал, сообщение и дан­ные.

Сигнал (от латинского signum — знак) представляет собой любой процесс, несущий информацию.

Сообщение — это информация, представленная в определенной форме и пред­назначенная для передачи.

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

Различают две формы представления информации — непрерывную и дискрет­ную. Поскольку носителями информации являются сигналы, то в качестве после­дних могут использоваться физические процессы различной природы. Например, процесс протекания электрического тока в цепи, процесс механического переме­щения тела, процесс распространения света и т. д. Информация представляется (отражается) значением одного или нескольких параметров физического процес­са (сигнала), либо комбинацией нескольких параметров.

Сигнал называется непрерывным, если его параметр в заданных пределах может принимать любые промежуточные значения. Сигнал называется дискрет­ным, если его параметр в заданных пределах может принимать отдельные фикси­рованные значения.

Сигналы различаются по непрерывности или дискретности по уровню и во времени. На рис. 1.1. в виде графиков изображены:

а) непрерывный по уровню и во времени сигнал Х_нн;

б) дискретный; по уровню и непрерывный во времени сигнал Xдн;

в) непрерывный по уровню и дискретный во времени сигнал Xнд;

г) дискретный по уровню и во времени сигнал Xдд .

3.1 – Виды информационных сигналов

Понятие количества и качества информации

Количеством информации называют числовую характеристику сигнала, характеризующую степень неопределенности (неполноту знаний), которая исчезает после получения сообщения в виде данного сигнала. Эту мера неопределенности в теории информации называют энтропией. . 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).

Приведенные рассуждения показывают, что между понятиями информация, неопределенность и возможность выбора существует тесная связь. Так, любая неопределенность предполагает возможность выбора, а любая информация, умень­шая неопределенность, уменьшает и возможность выбора. При полной информа­ции выбора нет. Частичная информация уменьшает число вариантов выбора, со­кращая тем самым неопределенность.

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 —количество информации, необходимое для различения двух равновероятностных сообщений.

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.

   Современный компьютер может обрабатывать числовую, текстовую, графическую, звуковую и видео информацию. Все эти виды информации в компьютере представлены в двоичном коде, т. е. используется алфавит мощностью два (всего два символа 0 и 1). Связано это с тем, что удобно представлять информацию в виде последовательности электрических импульсов: импульс отсутствует (0), импульс есть (1). Такое кодирование принято называть двоичным, а сами логические последовательности нулей и единиц - машинным языком.

Вид информации	Двоичный код
Числовая	10110011
Текстовая
Графическая
Звуковая
Видео

   Каждая цифра машинного двоичного кода несет количество информации равное одному биту.

   Данный вывод можно сделать, рассматривая цифры машинного алфавита, как равновероятные события. При записи двоичной цифры можно реализовать выбор только одного из двух возможных состояний, а, значит, она несет количество информации равное 1 бит. Следовательно, две цифры несут информацию 2 бита, четыре разряда --4 бита и т. д. Чтобы определить количество информации в битах, достаточно определить количество цифр в двоичном машинном коде.

В информатике чаще всего информация кодируется с помощью двух сигналов: включено или выключено, высокое или низкое напряжение и т.д. Принято обозначать одно состояние цифрой 0, а другое цифрой 1. Такое кодирование называется двоичным кодированием, а цифры 0 и 1 именуются битами (от англ. bit - binary digit - двоичная цифра).

Рассмотрим систему из двух электрических лампочек, которые независимо друг от друга могут быть включены или выключены. Для такой системы возможны следующие состояния:

Чтобы получить полную информацию о состоянии системы, необходимо за­дать два вопроса типа «да-нет» — по лампочке А и лампочке В соответственно. В,этом случае количество информации, содержащейся в данной системе, опреде­ляется уже в 2 бита, а число возможных состояний системы — 4. Если взять три лампочки, то необходимо задать уже три вопроса и получить 3 бита информации. Количество состояний такой системы равно 8 и т. д.

При построении кодовой таблицы необходимо учитывать следующее:

1) каждому объекту ставится в соответствие отдельный код;

2) все объекты имеют разные коды;

3) длина двоичной последовательности для каждого кодируемого объекта одинакова.

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

I = log₂N, или N = 2^I.

где I — количество информации в битах (длина двоичной последовательности);

N — число возможных состояний (количество кодируемых объектов).

Единицы измерения информации в вычислительных системах

Группа из 8 битов информации называется байтом. Если бит — минимальная единица количества информации, то байт ее основная единица. Существуют про­изводные единицы количества информации; килобайт (Кбайт), мегабайт (Мбайт), гигабайт (Гбайт), терабайт(Тбайт) и т. д.

1 Кбайт = 1024 байта = 2¹⁰ байтов.

1 Мбайт = 1024 Кбайта = 2²⁰ байтов, (1024 х 1024).

1 Гбайт = 1024 Мбайта = 2³⁰ байтов, (1024 х 1024x1024).

1 Тбайт = 1024 Гбайта = 2⁴⁰ байтов, (1024 х 1024 х 1024 х 1024).

Эти единицы чаще всего используют для указания объема памяти ЭВМ. Име­ются и более крупные единицы количества информации, однако в них пока нет практической надобности.

Качество информации определяется набором ее основных потребительских свойств, обеспечивающих возможность эффективного использования.

Информа­ция, как и любой материальный объект, может характеризоваться определенными показателями качества, среди которых следует упомянуть: объективность, пол­ноту, точность, достоверность, адекватность, доступность, актуальность и др.

Объективность (субъективность) информации является понятием относи­тельным. Это свойство проявляется во взаимодействии объективных данных, яв­ляющихся результатом регистрации объективно существующих сигналов, и субъек­тивных методов, составленных и подготовленных людьми (субъектами).

Полнота (достаточность) информации также является важным ее свойством, поскольку определяет тот минимальный состав, который достаточен для приня­тия правильного решения или для подготовки новых данных на основе имеющих­ся. Очевидно, что как неполная, так и избыточная информация снижает эффек­тивность принимаемых решений.

Точность информации характеризуется степенью близости получаемой инфор­мации к реальному состоянию объекта, процесса или явления.

Достоверность информации определяется ее свойством отражать реально су­ществующие объекты с необходимой точностью. Как правило, для этой цели ис­пользуются вероятностные характеристики, определяющие отличие отображае­мого информацией параметра от его истинного значения.

Адекватность информации характеризует степень ее соответствия реаль­ному объективному состоянию дела. Неадекватная информация может обра­зовываться как на основе неполных или недостоверных данных, так и на осно­ве полных и достоверных данных, но в случае применения к ним неадекватных методов.

Доступность информации обеспечивается возможностью выполнения соот­ветствующих процедур ее получения и преобразования. Отсутствие доступа к дан­ным или отсутствие адекватных методов их обработки приводят к одинаковому результату: информация оказывается недоступной.

Актуальность информации — это степень соответствия ее текущему момен­ту времени. Она определяется ценностью информации в момент использования и зависит от динамики ее характеристик, а также интервала времени, на котором использовалась данная информация.