Вопросы / Вопрос6

7

Вопрос 6.

Информация. Основные принципы хранения и кодирования информации. Таблица АSCII. Единицы информации. Двоичная система. Кратные единицы информации.

Понятие информации, виды информации. Ее свойства.

Термин информация происходит от латинского слова informatio, что означает «сведения, разъяснения, изложение».

Информация - это настолько общее и глубокое понятие, что его нельзя объяснить одной фразой. В это слово вкладывается различный смысл в технике, науке и в житейских ситуациях.

В обиходе информацией называют любые данные или сведения, которые кого-либо интересуют, например сообщение о каких-либо событиях, о чьей-либо деятельности и т. п. «Информировать» в этом смысле означает «сообщить нечто, неизвестное раньше». Информация — сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые воспринимают информационные системы (живые организмы, управляющие машины и др.) в процессе жизнедеятельности и работы.

Одно и то же информационное сообщение (статья в газете, объявление, письмо, телеграмма, справка, рассказ, чертеж, радиопередача и т. п.) может содержать разное количество информации для разных людей в зависимости от их накопленных знаний, от уровня понимания этого сообщения и интереса к нему. Так, сообщение, составленное на японском языке, не несет никакой новой информации человеку, не знающему этого языка, но может быть высокоинформативным для человека, владеющего японским. Никакой новой информации не содержит и сообщение, изложенное на знакомом языке, если его содержание непонятно или уже известно.

Информация есть характеристика не сообщения, а соотношения между сообщением и его потребителем. Без наличия потребителя, хотя бы потенциального, говорить об информации бессмысленно.

В случаях, когда говорят об автоматизированной работе с информацией посредством каких-либо технических устройств, обычно в первую очередь интересуются не содержанием сообщения, а тем, сколько символов это сообщение содержит.

Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т. п.), несущую смысловую нагрузку и представленную в понятном компьютеру виде. Каждый новый символ в такой последовательности символов увеличивает информационный объем сообщения.

Информация может существовать в виде:

текстов, рисунков, чертежей, фотографий;

световых или звуковых сигналов;

радиоволн;

электрических и нервных импульсов;

магнитных записей;

жестов и мимики;

запахов и вкусовых ощущений;

хромосом, посредством которых передаются по наследству признаки и свойства организмов, и т. д.

Предметы, процессы, явления материального или нематериального свойства, рассматриваемые с точки зрения их информационных свойств, называются информационными объектами.

Что можно делать с информацией

создавать

принимать

комбинировать

хранить

передавать

копировать

обрабатывать

искать

воспринимать

формализовать

делить на части

измерять

использовать

распространять

упрощать

разрушать

запоминать

преобразовывать

собирать

и т. д.

Все эти процессы, связанные с определенными операциями над информацией, называются информационными процессами.

Свойства информации

Информация обладает следующими свойствами:

достоверность

полнота

точность

ценность

своевременность

понятность

доступность

краткость и т. д.

Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Недостоверная информация может привести к неправильному пониманию или принятию неправильных решений. Достоверная информация со временем может стать недостоверной, так как она обладает свойством устаревать, т. е. перестает отражать истинное положение дел.

Информация полна, если ее достаточно для понимания и принятия решений. Как неполная, так и избыточная информация сдерживает принятие решений или может повлечь ошибки.

Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т. п.

Ценность информации зависит от того, насколько она важна для решения задачи, а также от того, насколько в дальнейшем она найдет применение в каких-либо видах деятельности человека.

Только своевременно полученная информация может принести ожидаемую пользу. Одинаково нежелательны как преждевременная подача информации (когда она еще не может быть усвоена), так и ее задержка.

Если ценная и своевременная информация выражена непонятным образом, она может стать бесполезной. Информация становится понятной, если она выражена языком, на котором говорят те, кому предназначена эта информация.

Информация должна преподноситься в доступной (по уровню восприятия) форме. Поэтому одни и те же вопросы по-разному излагаются в школьных учебниках и научных изданиях.

Информацию по одному и тому же вопросу можно изложить кратко (сжато, без несущественных деталей) или пространно (подробно, многословно). Краткость информации необходима в справочниках, энциклопедиях, всевозможных инструкциях.

Принципы представления данных в компьютере

Данные в компьютере представляются в виде кода, который состоит из единиц и нулей в разной последовательности.

Код - набор условных обозначений для представления информации. Кодирование - процесс представления информации в виде кода.

Схема приема информации и ее передачи:

Кодирование текстовой информации.

Кодовая таблица - это внутреннее представление символов в компьютере. Во всем мире в качестве стандарта принята таблица ASCII (American Standard Code for Information Interchange - Американский стандартный код для обмена информацией). Для хранения двоичного кода одного символа выделен 1 байт = 8 бит. Учитывая, что каждый бит принимает значение 0 или 1, количество их возможных сочетаний в байте равно 2⁸ = 256. Значит, с помощью 1 байта можно получить 256 разных двоичных кодовых комбинаций и отобразить с их помощью 256 различных символов. Эти комбинации и составляют таблицу ASCII.

Для сокращения записей и удобства  пользования кодами символов используют шестнадцатеричную систему счисления, состоящую из 16 символов - 10 цифр и 6 латинских букв: A,B,C,D,E,F. Так, буква S будет представлена в шестнадцатеричной системе по сравнению с двоичной более компактным кодом 53.  Стандарт ASCII определяет первые 128 символов от 0 до 127: цифры, буквы латинского алфавита, управляющие символы. Первые 32 символа являются управляющими и предназначены в основном для передачи команд управления. Вторая половина таблицы от 128 до 255 – национальный алфавит.

Кодирование чисел.

Двоичная система счисления обладает такими же свойствами, что и десятичная, только для представления чисел используется не 10 цифр, а всего две. Соответственно и разряд числа называют не десятичным, а двоичным.   Для кодирования числа, участвующего в вычислениях, используется специальная система правил перевода из десятичной системы исчисления в двоичную. В результате число будет записано двоичным кодом, т.е. представлено различным сочетанием всего двух цифр - 0 и 1. 

Кодирование графической информации.

Создавать и хранить графические объекты в компьютере можно двумя способами - как растровое изображение или как векторное изображение. Для каждого типа изображения используется свой способ кодирования. Векторное изображение представляет собой графический объект, состоящий из элементарных отрезков и дуг. Положение этих элементарных объектов определяется координатами точек и длиной радиуса. Для каждой линии указывается ее тип (сплошная, пунктирная, штрих - пунктирная), толщина и цвет. Информация о векторном изображении кодируется как обычная буквенно-цифровая и обрабатывается специальными программами.

Кодирование звуковой информации.

Звуковая информация может быть представлена последовательностью элементарных звуков (фонем) и пауз между ними. Каждый звук кодируется и хранится в памяти. Вывод звуков из компьютера осуществляется синтезатором речи, который считывает из памяти хранящийся код звука.

Единицы измерения данных

Существует много различных систем и единиц измерения данных. Каждая научная дисциплина и каждая область человеческой деятельности может использовать свои, наиболее удобные или традиционно устоявшиеся единицы. В информатике для измерения данных используют тот факт, что разные типы данных имеют универсальное двоичное представление, и потому вводят свои единицы данных, основанные на нем.

Наименьшей единицей измерения является байт. Поскольку одним байтом, как правило, кодируется один символ текстовой информации, то для текстовых документов размер в байтах соответствует лексическому объему в символах (пока исключение представляет рассмотренная выше универсальная кодировка UNICODE).

Более крупная единица измерения — килобайт (Кбайт). Условно можно считать, что 1 Кбайт примерно равен 1000 байт. Условность связана с тем, что для вычислитель­ной техники, работающей с двоичными числами, более удобно представление чисел в виде степени двойки, и потому на самом деле 1 Кбайт равен 2¹⁰ байт (1024 байт). Однако всюду, где это не принципиально, с инженерной погрешностью (до 3 %) «забывают» о «лишних» байтах.

В килобайтах измеряют сравнительно небольшие объемы данных. Условно можно считать, что одна страница неформатированного машинописного текста составляет около 2 Кбайт.

Более крупные единицы измерения данных образуются добавлением префиксов мега-, гига-, тера-; в более крупных единицах пока нет практической надобности.

1 Мбайт = 1024 Кбайт = 10²⁰ байт

1 Гбайт = 1024 Мбайт = 10³⁰ байт

1 Тбайт = 1024 Гбайт = 10⁴⁰ байт

Особо обратим внимание на то, что при переходе к более крупным единицам «инженерная» погрешность, связанная с округлением, накапливается и становится недопустимой, поэтому на старших единицах измерения округление производится реже.

Таблица ASCII

Стандартный набор символов ASCII состоит из 128 десятичных чисел в пределах от 0 до 127, назначенных буквам, цифрам, знакам препинания и самым употребляемым специальным символам. Расширенный набор символов ASCII дополнительно содержит 128 десятичных чисел в пределах от 128 до 255, представляющих дополнительные специальные, математические, графические и иностранные символы.

Таблицы в этом разделе представляют стандартный набор символов для шрифта Verdana.

Чтобы использовать дополнительные (128-255) или непечатаемые (0-32) коды символов ASCII в проектах MMB, применяют функцию CHR(dec).

Таблица символов 0 - 127.

dec	hex	симв	пояснение	dec	hex	симв	dec	hex	симв	dec	hex	симв
0	0	NUL	Пустой символ	32	20	пробел	64	40	@	96	60	`
1	1	SOH	Начало заголовка	33	21	!	65	41	A	97	61	a
2	2	STX	Начало текста	34	22	"	66	42	B	98	62	b
3	3	ETX	Конец текста	35	23	#	67	43	C	99	63	c
4	4	EOT	Конец передачи	36	24	$	68	44	D	100	64	d
5	5	ENQ	Запрос	37	25	%	69	45	E	101	65	e
6	6	ACK	Подтвержд. получения	38	26	&	70	46	F	102	66	f
7	7	BEL	Звуковой сигнал	39	27	'	71	47	G	103	67	g
8	8	BS**	Обратный ход каретки	40	28	(	72	48	H	104	68	h
9	9	TAB**	Горизонт. табуляция	41	29	)	73	49	I	105	69	i
10	A	LF**	Перевод строки	42	2A	*	74	4A	J	106	6A	j
11	B	VT	Вертикальная табуляция	43	2B	+	75	4B	K	107	6B	k
12	C	FF	Перевод страницы	44	2C	,	76	4C	L	108	6C	l
13	D	CR**	Возврат каретки	45	2D	-	77	4D	M	109	6D	m
14	E	SO	Внеш. набор символов	46	2E	.	78	4E	N	110	6E	n
15	F	SI	Стд. набор символов	47	2F	/	79	4F	O	111	6F	o
16	10	DLE	Переключение	48	30	0	80	50	P	112	70	p
17	11	DC1	Упр. устройством 1	49	31	1	81	51	Q	113	71	q
18	12	DC2	Упр. устройством 2	50	32	2	82	52	R	114	72	r
19	13	DC3	Упр. устройством 3	51	33	3	83	53	S	115	73	s
20	14	DC4	Упр. устройством 4	52	34	4	84	54	T	116	74	t
21	15	NAK	Отрицание получения	53	35	5	85	55	U	117	75	u
22	16	SYN	Синхронизация	54	36	6	86	56	V	118	76	v
23	17	ETB	Конец пакета	55	37	7	87	57	W	119	77	w
24	18	CAN	Отмена	56	38	8	88	58	X	120	78	x
25	19	EM	Конец носителя	57	39	9	89	59	Y	121	79	y
26	1A	SUB	Замещение	58	3A	:	90	5A	Z	122	7A	z
27	1B	ESC	Расширение кода	59	3B	;	91	5B	[	123	7B	{
28	1C	FS	Разделитель файлов	60	3C	<	92	5C	\	124	7C	|
29	1D	GS	Разделитель групп	61	3D	=	93	5D	]	125	7D	}
30	1E	RS	Разделитель записей	62	3E	>	94	5E	^	126	7E	~
31	1F	US	Разделитель модулей	63	3F	?	95	5F	_	127	7F