Форма представления данных.

Основные виды восприятия данных человеком связаны с использованием зрительных образов, т.е. образов, воспринимаемых с помощью зрения. Все возрастающее значение имеет использование звуковых и тактильных образов (воспринимаемых осязанием). Обоняние и вкус в этом ряду стоят на последнем месте. Зрительные образы существуют в двух основных формах: символьной и графической. Разумеется, каждая из них может использовать цвет. Символьная форма представления данных может быть определена как некоторый конечный набор изображающих знаков. Такой набор легко представить себе как совокупность ящиков, на каждом из которых изображен соответствующий знак и в котором лежит множество фишек - копий этого знака. Термин "конечный набор" означает здесь ко­неч­ное число ящиков,- набор фишек в ящике не ограничен.

Конструирование зрительного образа в символьной форме осуществляется путем размещения фишек в определенной плоской клеточной структуре, - строке, столбце, клеточном поле, кроссворде, игровом поле и т.п. В каждой клетке такой структуры может быть размещена только одна фишка набора. Разновидностью такого клеточного поля является и экран компьютера, работающего в режиме ввода символьных данных. Символьная форма имеет множество разновидностей, среди них наиболее распространены языковая и табличная (псевдографическая).

Языковая форма обычно связывается с понятием алфавита как упорядоченного набора изображающих знаков, на основе которого конструируются фразы языка путем размещения изображающих фишек в структуре строки или столбца. В одних языках строка заполняется слева направо, в других справа налево (иврит например), в третьих сверху вниз (по столбцу) и слева направо и т.д. Отношения порядка в алфавите во многом условны, что нередко приводит к некоторым странностям. Например, система изображающих знаков (иероглифов) китайского языка не упорядочена, что формально не позволяет отнести его к языкам вообще [ ]. Поэтому во многих случаях алфавит рассматривают как синоним понятию "набор изображающих знаков", преднамеренно опуская отношения порядка в таком наборе.

В этой связи отметим, что иногда языковую форму называют тек­с­то­вой, при этом понятие "текст" в широком смысле не требует ни­ка­ких ограничений не только на набор изображающих знаков, но и на правила интерпретации текста. Любая информация, представленная в символьной форме может рассматриваться как текст. Разумеется, разные языки могут иметь совершенно разные ал­фа­ви­ты, причем алфавит языка может расширяться путем введения в не­­­го новых изображающих знаков, интерпретируемых, например, как зна­ки препинания или реализующих новые шрифты. Примеров языков очень много: кроме естественных языков (русский, английский и т.п.) это еще и языки представления чисел (арабских, римских, десятичных, двоичных и т.д.), языки формул (алгебраических, химических и т.д.), язык описания шахматных партий, язык стенографии, языки программирования и т.д.

Табличная форма может рассматриваться как специфическая разновидность языковой, которая позволяет конструировать разного рода бланки, таблицы, отчеты и т.п. В несколько упрощенном виде набор изображающих знаков для конструирования этой формы вклю­ча­ет в себя следующие знаки: "і", "Д", "Е", "Г", "ґ", "А", "Щ", "Ъ", "ї", "В", "Б".

На рис 1.1. приведен пример информационного образа в таб­лич­ной форме, построенный с использованием этого набора знаков, язы­­ка представления десятичных чисел и русского языка. Иногда средства представления информации в табличной форме называют язы­­ками типа "заполни бланк".

Графическая форма представления информации принципиально от­ли­чается от символьной тем, что в ней используется един­ст­вен­ный вид изображающего символа - точка на плоскости, - все изображения объектов конструируются из точек. Любой зрительный образ, представленный в символьной форме, может быть представлен и в графической форме, - обратное в общем случае неверно. В этом смы­сле графическая форма представления данных более информативна, или, как говорят, обладает большей разрешающей способностью (боль­шей информационной емкостью). При этом разрешающую спо­соб­ность формы следует понимать как возможность представления раз­лич­ных данных в единице изображающего поля (экрана компьютера). Если принять за такую единицу одну клетку (см.выше), то раз­ре­ша­ю­щая способность будет определяться ко­ли­чес­твом возможных изображений в этой клетке. Для символьной фор­­мы - это число изо­бра­жа­ющих символов алфавита, для графической - это число гораздо боль­ше. Например, для черно-белого изображения и размеров клетки 8x8 (то­чек) число всех возможных изображений в ней определяется ве­ли­чиной 264. В отдельных случаях при определенном наборе изображающих сим­во­лов символьная форма позволяет представлять простые графические образы. В частности, контуры таблицы рис.1.1. "похожи на графику". Поэтому такие специфические виды символьного пред­ста­в­ле­ния данных называют псевдографикой, хотя на самом деле ничего общего с графикой они не имеют.

Как графическая, так и символьная форма могут использовать цвет,- при этом изображающие знаки приобретают дополнительное ка­чество - иметь цвет. Это обстоятельство в общем случае су­щест­вен­но повышает информационную емкость зрительных образов для любой формы представления данных. Но применительно к графической форме на компьютерах с хорошими дисплеями (с высокой разрешающей способностью) цветность обеспечивает ка­чественно новые воз­мож­но­сти обработки графической информации, - например, создание и де­мон­страция цветных видеофильмов на компьютере.

Обсуждаемые формы представления данных предназначены для создания информационных зрительных образов на плоскости и широко ис­­пользуются в компьютере, поскольку экран дисплея может рас­с­ма­три­ваться как плоская поверхность. Объемные изображения пред­ста­вля­ются обычно в плоской графической форме на основе перс­пек­ти­вы, с по­мощью различных сечений, проекций, ме­тодов про­ек­тивной ге­о­метрии и т.п.

Использование символьной и графической форм представления дан­ных определяют два различных режима компьютера в задачах об­ра­ботки информации. Эти режимы различаются не только пред­ста­вле­ни­ем информации на экране монитора, но и в памяти компьютера и со­от­ветственно программными средствами, поддерживающими тот или иной режим. Например, символьный режим связан с хранением в па­мя­ти компьютера символов, а графический - пикселов (изображающих точек), что в общем случае требует значительно большего объема па­мяти. (Термин "pixel" произведен от английского "рicture element" []). Для создания и изменения символьных образов (редак­ти­ро­ва­ния) используются программы, которые называют символьными ре­дак­торами (текстовыми редакторами), а графических образов - гра­фи­ческими редакторами. Наконец, символьная и графическая форма широко используются не только для пред­ставления зрительных образов, но также для звуковых и тактильных. Например, нотная запись и система фонем используются для представления и конструирования звуковых образов, а азбука Л.Брайля - для представления тактильных образов, воспринимаемых осязанием.

Азбука Л.Брайля - это рельефно-точечный шрифт для чтения слепых. В основе такого шрифта лежит комбинация из 6 точек, дающая возможность обозначать буквы, цифры, знаки препинания, математические, химические и нотные знаки.

Информация и информационные процессы. Определение понятия информации Информация по-латыни означает сообщение. Определения информации. 1. Информация ѕ сведения, не зависящие от формы их представления. 2. Информация ѕ знание, то есть позволяющая получившему их совершать целенаправленное действие. 3. Информация по Шеннону. Информация сообщение, которое уменьшает или устраняет неопределённость в выборе одной возможности из нескольких. 4. Информация ѕ мера сложности структур. Понятие данные ѕ информация, выраженная в формализованном виде, обеспечивающая возможность хранения, обработки и передачи. Документ ѕ данные, представленные на определённом носителе и обладающие определённой структурой. Строго определённая структура документа упрощает работу с ним. Пример: паспорт, железнодорожный билет. Его строго определённая форма затрудняет его подделку (деньги). Элементы документа: 1. Указано название и его назначение 2. Реквизиты исполнителя документа.

Информационные процессы Независимо от способа получения и хранения информация имеет единые характеристики. Информация наряду с веществом и энергией считается сейчас фундаментальным понятием. В этом смысле информация это структура окружающего нас мира, способная влиять на процессы. Учёные установили, что геометрическая структура обладает возможностью влиять на психику человека, воздействуя на его подсознание. Свойства информации: 1.Информация может накапливаться. 2.Информация не обладает свойством сохранения. 3.Информация может самоорганизовываться, порождая новую информацию. Информационное общество Это общество, в котором большинство трудоспособного населения занято производством, хранением, передачей, преобразованием и использованием информации. США, страны западной Европы и Японии уже вступили в фазу информационного общества, а Россия ещё нет. Низкая производительность Низкое развитие информационных труда и в сельском хозяйстве. структур.

Язык как способность представления информации. Кодирование информации. Структура информации, составленная из элементов. Текстовая информация ѕ буква. Устная информация ѕ звук (фонема).

Географическая информация (изображением в качестве элементов является контур, цветовое пятно, элементарная форма и т. д.).

Признак элемента информации Дорожные знаки и сигналы. Азбука глухонемых (элементом является жест). Связи между элементами 1. Иерархическая. ФФФФ Ф Линейная ѕ связь букв в слове и слов в предложении. Сетевая. Достоинство сетевой структура является высокая скорость взаимодействия элементов (Интернет). Сетевые структуры очень устойчивы к повреждениям связи, так как при разрыве связи соединение осуществляется в обход. Недостаток сетевой структуры заключается в том, что необходимо иметь большое количество связи. 3 Языки Естественные Искусственные (код) Процесс записи на искусственном языке называется кодированием, а обратный процесс декодированием. СПАСИТЕ НАС! кодирование SOS декодирование СПАСИТЕ НАС! Применение искусственных языков или кодов: 1. Азбука Морзе. 2. Телеграфный код. 3. Жаргон (арго), воровской жаргон. Специальный или профессиональный жаргон ѕ естественный язык, образованный естественным путём и в отличии от искусственного языка сам изменяется или развивается. Любой язык, как естественный, так и искусственный состоит из множества элементов (алфавита) и множества правил составления из множества

элементов осмысленных сообщений (синтаксис). Двоичная форма представления информации. Двоичная форма представления информации заключается в том, что она координируется двумя символами:0 и 1 т. е. да (1) и нет (0). Любую информацию можно представить как результат ответов на вопросы да или нет. В том случае если вариантов больше чем два их множество делят пополам, и ответ заключается в том, находятся в этой части правильный ответ. Такой способ называется дихотомия. Пример: я хочу определить в каком месяце у человека день рождения, задавая ему вопросы, на которые он будет давать ответы да или нет. Все месяца мы пронумеруем. Двоичная система записи чисел: 123=100+20+3 102*1+2*101+ 3*100 3127=3000+100+20+7 an*10n +an-1*10n-1+…..a1*101+a0*100 an*2n+an-1*2n-1+…..a1*21+a0*20 2в ст.0=1 2в ст.4=16 2в ст.1=2 2в ст.5=32 2в ст.2=4 2в ст.6=64 2в ст.3=8 2в ст.7=128 и т.д. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13… 02=010 12=110 102=210 112=310 1002=410 1012=510 1102=610 1112=710 10002=810 10012=910 10102=1010 10112=1110 11002=1210 Количество и единицы измерения информации. Подход к определению количества информации статистический. Согласно ему количество информации определяется как количество элементов. Пример: 1. Книга содержит 300000 знаков (буквы, знаки препинания, цифры, пробелы и т. д.). Журнал же содержит 5000 знаков, т. е. там, где больше элементов, там же и больше информации. 2. Я заказал телефонный разговор с другим городом на 5 минут, а другой человек заказал разговор на 15 минут. Кто может больше передать информации? 3. Небольшая картина и огромное живописное полотно (бородинская панорама) и т. д. Статистический способ определения количества информации применяется при организации её передачи, хранения, преобразования или уничтожения. Статистический способ, измеряя информацию, не учитывает её смысл. Пример: 1. Определите количество информации в этой фразе (43 байта) 5 2. Определение количества информации вероятный. Единица информации при этом является бит. Один бит информации содержится в ответе да или нет, если оба варианты ответов равновероятны. Пример: При подбрасывании монетки ответ на вопрос, какой стороной она упала, содержит 1 бит. Если число возможных исходов больше двух, то количество информации можно определить методом дихотомии. Пример определения количества информации при выборе карты из колоды. Пронумеруем карты. 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36 1бит В этом примере приблизительно 5,5 бит информации. Пример: Определите методом дихотомии, сколько информации содержится в ответе на вопрос: "Какая масть выпадет при случайном вытаскивании карты из колоды". Пример: определите количество информации, содержащиеся в ответе на вопрос: "Какое число выпало при бросании игральной кости". Единица знакаѕбайт=8 битам. Пример: Определите, сколько байт содержится в ответе на предыдущий пример. 2 байта. Сколько байт содержится в фразе, написанной ранее. 168 байт. Более крупные единицы называются Кбайт. 1Кбайт=1024 байта, дальше Мбайтѕ1024 Кбайт, дальше Гбайтѕ1024 Мбайт, дальше Тбайт 1024 Гбайт. Средний персональный компьютер хранит в себе около 10 Гбайт. Одна дискета может хранить 1,5 Мбайт, CD диск имеет ёмкость около 700 Мбайт Измерение количества графической информации. 10000000001 01000000010 00100000100 00010001000 00001010000 00000100000 00001010000 00010001000 00100000100