Информация и информационные процессы

1. Информационные процессы
2. Количество информации и подходы к измерению информации
3. Единицы измерения объёма информации

Сегодня мы расскажем вам об информации, информационных процессах, а также научимся определять количество информации.

В повседневной жизни мы с вами встречаемся с различными объектами, то есть объект - это какая-то часть мира окружающего нас. Эта часть рассматривается нами как единое целое. Мы можем рассмотреть молекулы ДНК, мы можем рассмотреть как объект космический корабль, котёнка человека и всё что угодно. То есть любую часть мира мы можем рассмотреть как объект.

У каждого объекта мы можем выделить определенные свойства. Например, котёнок бывает мягкий и пушистый, Земля - круглая и так далее. Все перечисленное является какими-то данными об объектах окружающего мира. А информация - это и есть сведения об объектах окружающего мира.

Информационные процессы

Под информационными процессами можно понимать те действия, которые мы можем выполнять с информационными объектами и самой информацией. Можно выделить несколько действий - хранение, обработка, передача и поиск.

В качестве примера хранения укажем любые способы сохранения информации, например запись ее на диск, запись домашнего задания в тетрадь, конспектирование темы урока.

Допустим мы с вами переводим какой-то текст с английского языка на русский, либо решаем задачу. Такие действия называются обработкой информации. При этом ы получаете какие-то исходные данные и в результате обработки получается другая информация.

Если вы разговариваете с другом, то идёт процесс передачи информации.

Когда вам задают домашнее задание подготовить к уроку реферат или сочинение, то вы идёте в библиотеку и ищите нужную вам информацию или открываете в сети Интернет сайт Google или Яндекс и также выполняется поиск нужной вам информации.

Информатика - это и есть наука об информации и информационных процессах, а также способах их автоматизации с использованием компьютеров и компьютерной техники. Более полное понятие информации мы рассмотрели также в статье "Информация вокруг нас". Обязательно ознакомьтесь с ней после прочтения этой статьи.

Мы видим, что информатика и компьютер - это связанные вещи, потому что именно компьютер позволяет нам автоматизировать обработку информации.

Количество информации и подходы к измерению информации

Давайте поговорим о таком понятии, как количество информации и способах измерения этого количества.

Для определения количества информации существует два подхода - содержательный подход и алфавитный подход.

Содержательных подход

При содержательном подходе мы говорим, что сообщение, уменьшающее неопределенность знаний в 2 раза, несет 1 бит информации. Что это значит?

Давайте как пример возьмем игру, которой несколько стаканчиков и шарик. Спрячем этот шарик и попробуем определить, в каком стаканчике находится шарик.

Мы можем задавать вопросы. Также мы можем разделить все стаканчики на две части и спросить, в какой части находится шарик. Нам ответят, что он находится под правыми двумя стаканчиками Это говорит о том, что неопределенность уменьшилась в 2 раза. Теперь мы уже не рассматриваем стаканчики, в которых мы точно знаем, что этого шарика нет. Мы опять же задаём вопрос, только уже делим другие две части пополам и определяем, что шарик находится в третьем стаканчике. То есть мы приходим к решению поставленной задачи.

Каждый раз, когда мы с вами уменьшали неопределенность знаний вдвое, сообщение, уменьшающая это неопределенность несло информацию размером 1 бит (один бит информации).

Создателем этой теории и содержательного подхода является Клод Шеннон.

Давайте рассмотрим на формулу 2ⁱ=N

Это основная формула информатики. Она связана с содержательным подходом. Если вернуться к нашему примеру со стаканчиками, то всего было четыре решения задачи.

N в этой формуле - это количество вариантов, количество возможных результатов.

Здесь i - это количество информации, которое мы получаем в результате решения задачи (в нашем случае это 2 бита).

Одно и то же сообщение может нести в себе информацию, то есть уменьшать неопределенность знаний для какого-то человека, а для другого человека она может не нести никакой информации. Она будет считать бесполезной для него.

Алфавитный подход

Описать с помощью компьютера содержательный подход к измерению информации было довольно, поэтому сложно был создан алфавитный подход к измерению количества информации. Его еще называют объёмным.

Здесь внимание заостряется только на количество символов в сообщении. Каждый символ некоторого сообщения имеет определенный информационный вес, то есть несёт фиксированное количество информации. В двоичном коде каждая двоичная цифра несёт одну единицу информации, которая называется один бит.

Это легко определить, ввиду того, что мы знаем формулу 2ⁱ=N.

Здесь N - это мощность алфавита, то есть это количество символов в алфавите.

Буква i - это информационный вес одного символа. Зная количество символов в алфавите, мы можем определить информационный вес одного символа.

Мы можем определить информационный вес одного символа русского алфавита (без ё), если решим такое уравнение:

2ⁱ = 32

Методом подбора можно выяснить, что i = 5. Таким образом вес символа русского алфавита равен 5.

Для любых алфавитов можно также определить информационный объем сообщения, если мы будем знать информационный вес одного символа. Делается это также по простой формуле.

Мы считаем количество символов в нашем сообщении и умножаем его на информационный вес одного символа.

Решим задачу для русского алфавита и найдем информационный объём сообщения "Информатика - наука об информации"

Таким образом, информационный объём сообщения будет 33 х 5 = 165 бит.

Единицы измерения объёма информации

Чаще всего при вычислениях и работе с компьютерами мы пользуемся не битами, потому что это очень маленькая величина. Мы пользуемся другими новыми терминами - мегабайтами, гигабайтами и т.д. Что же это такое?

Следующая единица измерения информации, которая идёт после бита - это байт.

В байте 8 бит. Далее следует килобайт. В килобайте 2¹⁰ байт. Именно поэтому мы считаем, что в одном килобайте 1024 байта. В одном мегабайте 2¹⁰ килобайт.

Система счета и приставки к величинам аналогичны метрам и километрам, только там мы умножали величины на тысячу, потому что пользовались десятичной системой счисления. Здесь же мы с вами используем двоичную систему счисления, поэтому берём двойку в степени 10. Таким образом мы получаем любые единицы измерения информации, которые нам нужны:

• Килобайт (КБайт)
• Мегабайт (Мбайт)
• Гигабайт (Гбайт)
• Терабайт (Тбайт)