Лекции основы информационных технологий

Лекция 1

Вопрос 1: Введение в курс оит. Измерение объема информации (единицы измерения информации, информационный объем и количество информации).

1. Введение в курс оит.

К началу XXIвека объем знаний человечества увеличился в 2 раза, относительно началаXXвека, поток информации увеличился в 30 раз. Информация стала главной ценностью земной цивилизации. В развитых странах формируются национальные информационные ресурсы, и происходит переход от индустриальной экономики к экономике, основанной на информации. Более половины трудового населения развитых стран в той или иной мере занято в информационной сфере. Информация стала основным предметом труда.

Термин информация имеет множество определений. В «Энциклопедии кибернетики» информация (лат. informatio – разъяснение, изложение, осведомленность) – одно из наиболее общих понятий науки, обозначающее некоторые сведения, совокупность каких-либо данных, знаний и т.п.». В широком смысле «информация» – это отражение реального мира; в узком смысле «информация» – это любые сведения, являющиеся объектом хранения, передачи и преобразования.

Сообщения от источника к приемнику передаются в материально - энергетической форме (электрический, световой, звуковой сигналы). Человек воспринимает сообщения посредством органов чувств. Приемники информации в технике – с помощью различной измерительной

и регистрирующей аппаратуры. В любом случае, с приемом информации связано изменение во времени какой-либо величины, характеризующей состояние приемника. В этом смысле информационное сообщение можно представить функцией x(t), характеризующей изменение во времени параметров физической среды. Если эта функция непрерывна, то передаваемая информация

называется аналоговой. Её источником обычно являются различные природные объекты (температура, давление, влажность воздуха и т.д.), объекты технологических процессов (нейтронный поток в реакторе, давление и температура теплоносителя и пр.) и др.

Если функция x(t) дискретна, то информация имеет характер дискретных сообщений (сигналы тревоги, языковые сообщения письменные, звуковые или на языке жестов и т.д.). В современном мире инструментом информатики является электронная вычислительная машина (ЭВМ) или computer. Это устройство преобразования информации при выполнении последовательности

операций под управлением программы. По виду информации ВМ делятся на аналоговые и цифровые. АВМ оперирует информацией, представленной в виде непрерывных изменений некоторых физических величин. Например, напряжения или силы тока. Многие явления в природе описываются одинаковыми уравнениями, поэтому АВМ позволяют с помощью одного физического процесса моделировать различные природные процессы.

ЦВМ – машина, оперирующая информацией, представленной в дискретном виде. В настоящее время разработаны методы численного решения многих видов уравнений, что дало возможность решать на ЦВМ различные задачи с помощью набора простых арифметических и логических операций.

АВМ являются специализированными машинами, ЦВМ – универсальными.

В ЭВМ для представления дискретной информации применяется алфавитный способ, основанный на использовании конечного набора символов. Этот набор называется алфавитом. Примеры алфавитов,

алфавиты естественных языков, десятичные цифры и т.д. Символы из набора алфавита называются буквами, а любая конечная последовательность букв – словом. При этом не требуется, чтобы слово

имело языковое смысловое значение. Процесс преобразования информации часто требует представлять буквы одного алфавита средствами (буквами, словами) другого алфавита. Такое представление называется кодированием. Процесс обратного преобразования – декодированием.

Широко используется термин: данные (data). Этот термин применяют в отношении информации, представленной в виде, позволяющем хранить, передавать или обрабатывать её с помощью технических средств.

Информационные технологии (ИТ) включают 2 основных элемента – машинный и человеческий (социальный). Социальный элемент является главным. В отличие от производственных, энергопреобразующих технологий ИТ как объект информатики относятся к социальным, знаниепреобразующим технологиям.

2. Измерение объема информации (единицы измерения информации, информационный объем и количество информации).

Техническое количество информации определяется различно в различных областях:

• в количествах книг, страниц, знаков,

• метрах кинопленки,

• тоннах архивных материалов,

• мегабайтах оперативной памяти компьютера и т.д.

 Проще всего оценить техническое количество информации по тому, сколько необходимо места для ее хранения, выбрав какой-нибудь единый способ представления и хранения информации. С развитием компьютеров таким единым способом стало кодирование информации с помощью цифр 1 и 0.

 Количество позиций (называемых двоичными), в которых находятся только цифры 1 или 0, необходимое для прямой записи сообщения, является одним из критериев количества информации и называется информационным объемом, измеряемым в битах.

 Бит - основная единица измерения информации.

 В технике возможны два исхода, которые кодируются следующим образом: цифрой один "1" - "да", "включено", "ток идет" ... цифрой ноль "0" - "нет", "выключено", "ток не идет". Цифры 1 и 0 являются символами простейшей знаковой системы исчисления.

 В каждом знаке или символе двоичной системы исчисления содержится один бит информации.

Особое значение для измерения объемов символьной информации имеет специальная единица - байт. 1 байт = 8 битов, что соответствует восьми разрядам двоичного числа.

 Долгое время разнице между множителями 1000 и 1024 старались не придавать большого значения. Во избежание недоразумений следует чётко понимать различие между:

• двоичными кратными единицами, обозначаемыми согласно ГОСТ 8.417-2002 как «Кбайт», «Мбайт», «Гбайт» и т. д. (два в степенях кратных десяти);

• единицами килобайт, мегабайт, гигабайт и т. д., понимаемыми как научные термины (десять в степенях кратных трём).

В качестве терминов для «Кбайт», «Мбайт», «Гбайт» и т. д. МЭК предлагает «кибибайт», «мебибайт», «гибибайт» и т. д., однако эти термины критикуются за непроизносимость и не встречаются в устной речи.

В марте 1999годаМеждународная электротехническая комиссияввела новый стандарт МЭК 60027-2, в котором описано именование двоичных чисел. Они начинаются на те же слоги, но второй слог у всех двоичных приставок —би(binary — «двоичный»,англ.)

Двоичныекратные используются:

• В файловых менеджерахи другомпрограммном обеспечениидля сокращённого задания размера файлов. То есть, если программа говорит, что размер файла равен 100 «КБ» (KB), то его размер приблизительно равен 102,4 тыс. байт. Однако в современных файловых менеджерах встречается правильное указание размера файлов (с использованием сокращённой формы производных двоичных приставок, например «КиБ»).

• Производителями различных видов полупроводниковыхзапоминающих устройств (ОЗУ,ПЗУ,флэш-память), например, «картаSecure Digitalна 1 гигабайт».

• Ёмкость компакт-дисков(например, «700 мегабайт») задаётся именно в двоичных мегабайтах.

• Согласно ГОСТ 8.417-2002, приставку К- (прописной буквой) применительно к байтамисторически «некорректно» использовали (и используют) для обозначения 1024 байт. Стандарт однако, явно не указывает, какое написание единицы «1024 байт» следует считать корректным.

Приставки «кило-», «мега-», «гига-» понимаются как десятичные:

• Исторически при задании размера жёстких дисков. То есть, диск на 40 гигабайт имеет полный размер 40 млрд байт.

• Ёмкость DVD(4,7гигабайт) также задаётся в десятичных гигабайтах.

• При неформальном общении (например, про файл в 100 тысяч байт могут сказать «файл в 100 килобайт»).

Семантическое количество информации

 Семантическое количество информации определяется содержательностью и смысловой глубиной информационного сообщения для адресата.

 Семантическое количество информации ≠информационному объему.

Всего несколько слов могут нести огромное семантическое количество информации.

Тысячи страниц текста могут быть семантически пустыми (бессодержательными).

Повсеместное непонимание таких простых вещей - является кошмаром наших дней!

Семантическое количество информации - показатель взаимодействия ее носителя с "читателем".