Інформатика вивчає … o інформацію та її властивості o процеси n зберігання… n обробки… n та передачі інформації за допомогою комп'ютерів. Французька мова: informatique = information + automatique інформатика інформація автоматика Англійська мова: computer science комп'ютер + наука = наука про комп'ютери 2

Інформація – це … будь-які відомості про навколишній світ, які людина отримує за допомогою органів чуття: n очі (зір, 90 відсотків інформації) n n вуха (слух) мова (смак) ніс (нюх) шкіра (дотик) Латинська: informatiо – роз'яснення , відомості 3

Інформація - це ... "Інформація є інформація, а не матерія і не енергія". Н. Вінер, «Кібернетика, або Управління та зв'язок у тваринному та машині» Інформація – одне з базових понять у науці (як матерія, енергія), тому немає більш чіткого визначення: неможливо виразити через простіші поняття пояснюється тільки на прикладах або у порівнянні з іншими поняттями 4

Види інформації o Символ (знак, жест) o Текст (складається з символів, важливий їх порядок) КІТ СТРУМ o Числова інформація o Графічна інформація (малюнки, картини, креслення, фото, схеми, карти) o Звук o Тактильна інформація (дотик) o Смак про Запах 5

Інформація у неживій природі Інформація порядок, організованість, неоднорідність q Замкнуті системи (немає обміну інформацією та енергією із зовнішнім середовищем): порядок (більше інформації) хаос (менше інформації) q Відкриті системи (можливе збільшення інформації): H H O атоми водню та кисню O H H молекула води зірковий пил галактика 6

Інформація у живій природі q Живі організми – відкриті системи. q Одноклітинні використовують інформацію про температуру та хімічний склад. q Ускладнення збільшення інформації. світло органічна речовина! вуглекислий газ CO 2 вода H 2 O глюкоза C 6 H 12 O 6 фотосинтез кисень O 2 q Тварини сприймають інформацію органами почуттів. 7

Інформація в біології § Сигнали несуть інформацію від органів чуття до мозку: § Спадкова інформація (молекула ДНК): 9

Інформація в техніці § системи стабілізації: t° нагрівач контролер датчик t° § системи програмного управління парова баня токарний верстат

Інформація в техніці § роботи (мають датчики, що замінюють органи чуття – зір, слух, дотик) Місяць Asimo (Honda) § комп'ютери – спеціальні пристрої для зберігання, передачі та обробки інформації § автоматизовані системи продажу квитків (АСУ «Експрес») глобальна інформаційна система 11

Властивості інформації Інформація має бути n об'єктивною (не залежить від чийогось думки) «На вулиці тепло», «На вулиці 28 ° С». n зрозумілою (англійська мова?) n корисною (одержувач вирішує свої завдання) n достовірною (правильною) дезінформація, перешкоди, чутки, байки n актуальною – має бути важлива в даний момент (погода, землетрус) застаріла, непотрібна n повною (достатньою для прийняття правильного рішення) «Концерт буде ввечері», історія 12

Інформаційні процеси o Зберігання n мозок, папір, камінь, береста, … n пам'ять ПК, дискети, вінчестери, CD, DVD, магнітна стрічка o Обробка n створення нової інформації n кодування – зміна форми, запис у певній знаковій системі (у вигляді коду) n пошук n сортування – розстановка елементів списку в заданому порядку o Передача джерело інформації перешкоди канал зв'язку приймач інформації 14

Кодування інформації Кодування – це запис інформації за допомогою певної знакової системи (мови). ? Навіщо кодують інформацію? кодування дані (код) Інформація передається, обробляється та зберігається у вигляді кодів. 101010 передача боротьби з перешкодами (спеціальні способи кодування) дані (код) 11111100010 передача обробка зберігання 15

Мови Мова – знакова система, що використовується для зберігання та передачі інформації. n природні (російська, англійська, …) є правила та винятки n формальні (суворі правила) program qq; begin writeln("Привіт!"); end. Граматика – правила як із символів алфавіту будуються слова. Синтаксис - правила, за якими зі слів будуються речення. 16

Кодування Завдання 1. Закодуйте своє ім'я за допомогою абетки Морзе. ВАС! Код нерівномірний, потрібний роздільник! 17

Кодування Завдання 2. Закодуйте своє ім'я за допомогою кодової таблиці (Windows-1251): 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Х Ц Ч Ш Щ Ь Ы Ь Я ВАСЯ! В А З Я З 2 З 0 D 1 DF Код рівномірний, роздільник НЕ потрібний! 18

Кодування: цілі та способи Текст: § у Росії: Привіт, Вася! § Windows-1251: CFF 0 E 8 E 2 E 52 C 20 C 2 E 0 F 1 FF 21 § передача за кордон (трансліт): Privet, Vasya! § стенографія: § шифрування: Рсйгжу-!Гбта”? Числа: Як зашифровано? § для обчислень: 25 § прописом: двадцять п'ять § римська система: XXV! Інформація (сенс повідомлення) може бути закодована різними способами! 19

Одиниці виміру 1 біт (binary digit, двійкова цифра) – це кількість інформації, яку ми отримуємо при виборі одного з двох можливих варіантів (запитання: «Так» чи «Ні»?) Приклади: Ця стіна – зелена? Так. Двері відкриті? Ні. Сьогодні вихідний? Ні. Це новий автомобіль? Новий. Ти будеш чай чи каву? Кава. 21

Якщо варіантів більше… «Так» чи «Ні»? 2 варіанти – 1 біт 4 варіанти – 2 біти 8 варіантів – 3 біти? Чи зміниться кількість інформації, якщо одразу вказати на потрібний літак? 22

Переклад в інші одиниці 25 Кб = = 25 · 1024 байт = 25 · 1024 · 8 біт = 25: 1024 Мб = 25: 1024 = 25: 10242 Гб = 25: 1024: 1024 = 25: 10243 ТБ 40

Src="https://сайт/presentation/150632667_184504194/image-27.jpg" alt="Переклад до інших одиниць Порівняйте (поставте знак або =): 3 байти ="> Перевод в другие единицы Сравните (поставьте знак или =): 3 байта = 24 бита 1000 байт!}

Завдання: текст Скільки місця в пам'яті треба виділити для зберігання пропозиції Привіт, Васю! n вважаємо всі символи, включаючи розділові знаки та пробіли (тут 13 символів) n якщо немає додаткової інформації, то вважаємо, що 1 символ займає 1 байт n у кодуванні UNICODE 1 символ займає 2 байти Відповідь: 13 байт або 104 біта (у UNICODE: 26 байт або 208 біт) 42

Завдання: текст Скільки місця потрібно виділити для зберігання 10 сторінок книги, якщо на кожній сторінці розміщуються 32 рядки по 64 символи в кожній? Рішення: n на 1 сторінці 32·64=2048 символів n на 10 сторінках 10·2048=20480 символів n кожен символ займає 1 байт Відповідь: n 20480 байт або … n 20480· 8 біт або … 43

Поняття інформації

Слово "інформація" походить від латинського слова informatio , що у перекладі означає зведення, роз'яснення, ознайомлення.

Поняття "інформація" в курсі інформатики є базовим (основним), його не можна дати через інші, простіші поняття. У геометрії, наприклад, базовими є поняття: "крапка", "промінь", "площина". Зміст базових понять у будь-якій науці пояснюється з прикладів чи виявляється шляхом зіставлення зі змістом інших понять.

Інформація ¦ це відомості про навколишній світ, які підвищують рівень обізнаності людини.

Наведемо для зіставлення також деякі інші визначення та характеристики:

• Інформація - зміст повідомлення чи сигналу; відомості, що розглядаються в процесі їх передачі або сприйняття, що дозволяють розширити знання про об'єкт, що цікавить.
• Інформація - є однією з фундаментальних сутностей навколишнього світу.
• Інформація - відбите розмаїття, тобто порушення одноманітності.
• Інформація - одна з основних універсальних властивостей матерії.
• У побутовому сенсі під інформацією розуміють ті відомості, які людина отримує від навколишньої природи та суспільства за допомогою органів чуття, які підвищують її рівень обізнаності.
• У науці під інформацією розуміється нове знання. Наприклад, математик включить у це поняття ті відомості, які людина не отримувала, а сама створила за допомогою висновків.
• У кібернетиці поняття інформація пов'язане з процесами управління у складних системах,та частина знань, що використовується для орієнтування, активної дії, управління з метою збереження, розвитку системи;
• У філософському значенні - це взаємодія, відображення, пізнання.
• У ймовірнісному сенсі - це відомості, які знімають повністю або зменшують невизначеність, що існує до їх отримання.
• В інформатиці інформація- це відомості про об'єкти та явища навколишнього середовища, їх параметри, властивості та стан, які зменшують наявний про них ступінь невизначеності, неповноти.
• У техніці під інформацією розуміють повідомлення, що передаються у формі знаків чи сигналів.

Види інформації

за способу сприйняттяінформацію поділяють на такі види:візуальна, аудіальна, смакова, нюхова та тактильна. Такий поділ ґрунтується на почуттях, за допомогою яких інформація сприймається людиною: зір, слух, смак, нюх та дотик відповідно. Наукові дослідження показують, що понад 90% інформації, одержуваної людиною із зовнішнього світу, припадає на зір та слух, близько 10% - на смак, нюх та дотик. Світ живої природи дає безліч прикладів, коли органи почуттів (органи отримання інформації) досягли дивовижної досконалості: пильність ока орла, кругове поле зору бабки, тонкість нюху і слуху диких тварин. Зустрічаються у тварин та органи почуттів, яких людина не має. Це бічна лінія у риб, ультразвуковий "локатор" у кажанів. У саламандри під шкірою на голові є заліза, яка здатна розрізняти сонячне світло (третє око). А у змії між очима та носом є ділянка шкіри, дуже чутлива до тепла. З допомогою цього органу змія сприймає теплову картину світу.

Людина створює прилади, що дозволяють отримувати інформацію, яка недоступна їй у безпосередніх відчуттях. Мікроскопи, телескопи, термометри, спідометри – перелік, який можна продовжувати та продовжувати. Аналогам органів чуття людини в технічних приладах відповідають різнідатчики . Отримання інформації називаєтьсявведенням . У персональному комп'ютері за введення інформації відповідають спеціальні пристрої введення: клавіатура, сканер, дигітайзер, мікрофон, миша та багато іншого.

Людина приймає інформацію з допомогою органів чуття. Інформація, що сприймається, надходить у вигляді енергетичних сигналів (світло, звук, тепло) і випромінювань (смак і запах), причому процес надходження цих сигналів відбувається безперервно.

Чутливі органи живого організму переважно за своєю природоюдискретні . Зорові образи сприймають клітини сітківки ока, тактильні відчуття виникають у чутливих нейронах, запахи сприймаються рецепторами нюху, кожен з яких у будь-який момент часу знаходиться або у збудженому або незбудженому стані. Усі чуттєві сприйняття перетворюються на організмі з дискретної форми на безперервну, причому інформація зберігається над окремих нейронах мозку, а розподілена у ньому цілком. Безперервність подання, наприклад, зорової інформації дозволяє людині впевнено сприймати динаміку навколишнього світу. Дискретні величини приймають в повному обсязі можливі, лише певні значення, та його можна перерахувати.

У техніці безперервна інформація називається аналоговою. Багато пристроїв, створених людиною, працюють з аналоговою інформацією. Промінь кінескопа телевізора переміщається екраном, викликаючи свічення точок. Чим сильніший промінь, тим яскравіше свічення. Зміна свічення відбувається плавно і безперервно. Програвач грамплатівок, ртутний термометр, манометр – приклади аналогових пристроїв. Деякі побутові прилади можуть мати як аналогову, і цифрову конструкцію. Наприклад, тонометр - прилад вимірювання кров'яного тиску. Істотною відмінністю є те, що аналоговий прилад може видати абсолютно довільну величину показань (трохи більше або менше поділу), а набір показань цифрового приладу обмежений кількістю цифр на індикаторі. Комп'ютер працює виключно з дискретною (цифровий ) інформацією. Пам'ять комп'ютера складається з окремих бітів, отже, дискретна. Датчики, з яких сприймається інформація, вимірюють переважно безперервні характеристики - температуру, навантаження, напруга тощо. Постає проблема перетворення аналогової інформації на дискретну форму. Ідеядискретизації безперервного сигналу полягає в наступному. Нехай є певний безперервний сигнал. Можна припустити, що у невеликих проміжках часу значення показників цього сигналу завжди і змінюється миттєво наприкінці кожного проміжку. "Нарізавши" весь часовий інтервал на ці дрібні шматочки і взявши на кожному з них значення параметрів, отримаємо сигнал з кінцевим числом значень. Таким чином він стане дискретним. Безперервна величина часто асоціюється з графіком функції, а дискретна – з таблицею її значень.

Такий процес називаєтьсяоцифруванням аналогового сигналу, а перетворення інформації -аналого-цифровим перетворенням. Точність перетворення залежить від величинидискретності - Частоти дискретизації: чим вище частота дискретизації, тим ближче цифрова інформація до якості аналогової. Але й тим більше обчислень доводиться робити комп'ютеру і тим більше інформації зберігати та обробляти. Класифікація інформації

Інформацію можна умовно ділити на різні види, ґрунтуючись на тій чи іоній її властивості або характеристиці, наприклад, за способом кодування, сферою виникнення, способом передачі та сприйняття та громадським призначенням тощо.

• За способом кодування

За способом кодування сигала інформацію можна поділити на аналогову та цифрову. Аналоговий сигнал інформацію про величину вихідного параметра, про який повідомляється в інформації, представляє у вигляді величини іншого параметра, що є фізичною основою сигналу, його фізичним носієм. Наприклад, величини кутів нахилу стрілок годинника - це основа для аналогового відображення часу. Висота ртутного стовпчика в термометрі - це параметр, який дає аналогову інформацію про температурі. Чим більша довжина столика в термометрі, тим більша температура. Для відображення інформації в аналоговому сигналі використовують усі проміжні значення параметра від мінімального до максимального, тобто. теоретично нескінченно велике їхнє число. Цифровий сигнал використовує як фізичну основу для запису і передачі лише мінімальна кількість таких значень, найчастіше лише два. Наприклад, в основі запису інформації в ЕОМ застосовуються два стани фізичного носія сигналу - електричної напруги. Один стан - є електрична напруга, що умовно позначається одиницею (1), інший - немає електричної напруги, умовно позначається нулем (0). Тому передачі інформації про величину вихідного параметра необхідно використовувати представлення даних як комбінації нулів і одиниць, тобто. цифрове подання. Цікаво, що у свій час були розроблені і використовувалися обчислювальні машини, в основі яких стояла трійкова арифметика, тому що як основні стани електричної напруги природно взяти три наступні: 1) напруга негативно, 2) напруга дорівнює нулю, 3) напруга позитивно. Досі виходять наукові роботи, присвячені таким машинам та описують переваги трійкової арифметики. Нині у конкурентній боротьбі перемогли виробники двійкових машин. Чи буде так завжди? Наведемо деякі приклади цифрових побутових пристроїв. Електронний годинник з цифровою індикацією дає цифрову інформацію про час. Калькулятор здійснює обчислення з цифровими даними. Механічний замок із цифровим кодом також можна назвати примітивним цифровим пристроєм.

• За сферою виникнення

За сферою виникнення інформацію можна класифікувати так. Інформацію, що виникла в неживій природі називають елементарною, у світі тварин та рослин – біологічною, у людському суспільстві – соціальною. У природі, живої та неживої, інформацію несуть: колір, світло, тінь, звуки та запахи. В результаті поєднання кольору, світла та тіні, звуків та запахів виникає естетична інформація. Поряд із природною естетичною інформацією, як результат творчої діяльності людей виник інший різновид інформації - твори мистецтв. Крім естетичної інформації у суспільстві створюється семантична інформація, як наслідок пізнання законів природи, суспільства, мислення. Поділ інформації на естетичну та семантичну очевидно дуже умовно, просто необхідно розуміти, що в одній інформації може переважати її семантична частина, а в іншій естетична.

• За способом передачі та сприйняття

За способом передачі та сприйняття інформацію прийнято класифікувати в такий спосіб. Інформація, що передається у вигляді видимих ​​образів та символів називається візуальною; передана звуками - аудіальною; відчуттями – тактильною; запахами – смаковий. Інформація, яка сприймається оргтехнікою та комп'ютерами називається машинно-орієнтованою інформацією. Кількість машинно-орієнтованої інформації постійно збільшується у зв'язку з безперервно зростаючим використанням нових інформаційних технологій у різних сферах людського життя.

• За громадським призначенням

За громадським призначенням інформацію можна поділяти на масову, спеціальну та особисту. Масова інформація підрозділяється своєю чергою на суспільно-політичну, звичайну і науково-популярну. Спеціальна інформація поділяється на виробничу, технічну, управлінську та наукову. Технічна інформація має такі градації:

верстатобудівна,

машинобудівна,

інструментальна...

• Наукова інформація поділяється на біологічну, математичну, фізичну...
• За формою подання

1. Текстова інформація, яка міститься в друкованих або письмових документах або відображається технічними пристроями у вигляді тексту.
2. Графічна - картини, малюнки, фотографії, графіки, схеми, відеозображення на екрані телевізора або комп'ютера.
3. Звукова ? усне мовлення, музика, шумові ефекти.
4. Числова - набори числових даних.
5. Керівна команди та інструкції, що передаються певним виконавцям (людям, тваринам, роботам, верстатам з ЧПУ, комп'ютерам).
6. Мультимедійна інформація, яка містить у собі кілька видів інформації (кіно).

Властивості інформації

Інформація необхідна людині взагалі, саме у потрібний час для орієнтування у навколишній світ і прийняття рішень про подальших действиях.

Щоб інформація сприяла прийняттю правильних рішень, вона має характеризуватись наступними властивостями:

• корисність чи релевантність (Відповідність запитам споживача);
• достовірність (Істинність стану справ, відсутність прихованих помилок);
• повнота (достатньо для розуміння та прийняття рішення);
• актуальність або своєчасність(Важливість для теперішнього часу);
• доступність (Можливість її отримання даним споживачем);
• захищеність (неможливість несанкціонованого використання чи зміни);
• ергономічність (Зручність форми або обсягу з погляду даного споживача);
• об'єктивність (не залежить від чийогось думки);
• зрозумілість (Зрозуміло виражена).
• Повнота (інформація повна, якщо її достатньо для прийняття рішень)
• Точність (визначається ступенем близькості до реального стану об'єкта, процесу, явища)

Властивості інформації поділяються на:

Атрибутивні;

Прагматичні;

Динамічні.

Атрибутивні - це властивості, без яких інформація немає. Прагматичні властивості характеризують ступінь корисності інформації для користувача, споживача та практики. Динамічні властивості характеризують зміну інформації у часі.

Дискретність

Атрибутивним властивостям інформації, яку необхідно звернути увагу, є властивість дискретності. Відомості, що містяться в інформації, знання - дискретні, тобто. характеризують окремі фактичні дані, закономірності та властивості об'єктів, що вивчаються, які поширюються у вигляді різних повідомлень, що складаються з лінії, складеного кольору, літери, цифри, символу, знака.

Безперервність

Інформація має властивість зливатися з вже зафіксованою та накопиченою раніше, тим самим сприяючи поступальному розвитку та накопиченню. У цьому знаходить своє підтвердження ще одна атрибутивна властивість інформації – безперервність.

Сенсу і новизна

Прагматичні властивості інформації виявляються у процесі використання інформації. У першу чергу до цієї категорії властивостей віднесемо наявність сенсу та новизни інформації, що характеризує переміщення інформації у соціальних комунікаціях та виділяє ту її частину, яка нова для споживача.

Корисність

Корисною називається інформація, що зменшує невизначеність відомостей про об'єкт. Дезінформація розцінюється як негативні значення корисної інформації. Зустрічається застосування терміна корисності інформації для опису, який вплив на внутрішній стан людини, її настрій, самопочуття, нарешті здоров'я, надає інформація, що надходить. У цьому сенсі корисна або позитивна інформація - це та, яка радісно сприймається людиною, сприяє поліпшенню її самопочуття, а негативна інформація пригнічує на психіку та самопочуття людини, може призвести до погіршення здоров'я, інфаркту, наприклад.

Цінність

Наступною прагматичною властивістю інформації є її цінність. Необхідно звернути увагу, що цінність інформації є різною для різних споживачів та користувачів.

Кумулятивність

Властивість кумулятивності характеризує накопичення та зберігання інформації.

Зростання інформації

Насамперед слід зазначити властивість зростання інформації. Рух інформації в інформаційних комунікаціях та постійне її поширення та зростання визначають властивість багаторазового поширення чи повторюваності. Хоча інформація і залежить від конкретної мови та конкретного носія, вона не пов'язана жорстко ні з конкретною мовою, ні з конкретним носієм. Завдяки цьому інформація може бути отримана та використана кількома споживачами. Це властивість багаторазової використовуваності та прояв властивості розсіювання інформації з різних джерел.

Старіння

p align="justify"> Серед динамічних властивостей необхідно також відзначити властивість старіння інформації.

Поняття інформації

У поняття «інформація»(Від лат. informatio– відомості, роз'яснення, виклад) вкладається різний зміст відповідно до тієї галузі, де це поняття розглядається: у науці, техніці, звичайному житті тощо. Зазвичай під інформацією мають на увазі будь-які дані або відомості, які когось цікавлять (повідомлення про якісь події, про чиюсь діяльність тощо).

У літературі можна знайти велику кількість визначень терміну «інформація»які відображають різні підходи до його тлумачення:

Визначення 1

• Інформація– відомості (повідомлення, дані) незалежно від форми їх подання («Федеральний закон РФ від $27.07.2006$ р. № $149$-ФЗ Про інформацію, інформаційні технології та захист інформації»);
• Інформація– відомості про навколишній світ і процеси, що протікають у ньому, сприймані людиною або спеціальним пристроєм (Тлумачний словник російської мови Ожегова).

Говорячи про комп'ютерну обробку даних під інформацією розуміють деяку послідовність символів або знаків (букв, цифр, закодованих графічних образів і звуків тощо), яка несе смислове навантаження і представлена ​​у зрозумілому для комп'ютера вигляді.

В інформатиці найчастіше використовується таке визначення цього терміна:

Визначення 2

Інформація– це усвідомлені відомості (знання, виражені в сигналах, повідомленнях, повідомленнях, повідомленнях тощо) про навколишній світ, які є об'єктом зберігання, перетворення, передачі та використання.

Те саме інформаційне повідомлення (стаття в журналі, оголошення, розповідь, лист, довідка, фотографія, телепередача тощо) може нести різну кількість і зміст інформації для різних людей залежно від накопичених ними знань, від рівня доступності цього повідомлення та від рівня інтересу до нього. Наприклад, новина, складена китайською мовою, не несе жодної інформації людині, яка не знає цієї мови, але може бути корисною для людини зі знанням китайської. Жодної нової інформації не міститиме і новина, викладена знайомою мовою, якщо її зміст незрозумілий або вже відомий.

Інформацію розглядають як характеристику повідомлення, а співвідношення між повідомленням та її одержувачем.

Види інформації

Інформація може існувати в різних видах:

• текст, малюнки, креслення, фотографії;
• світлові чи звукові сигнали;
• радіохвилі;
• електричні та нервові імпульси;
• магнітні записи;
• жести та міміка;
• запахи та смакові відчуття;
• хромосоми, якими передаються у спадок ознаки і властивості організмів, тощо.

Розрізняють основні види інформації, які класифікують за її формою подання, способами її кодування та зберігання:

• графічна– один із найдавніших видів, за допомогою якого зберігали інформацію про навколишній світ у вигляді наскельних малюнків, а потім у вигляді картин, фотографій, схем, креслень на різних матеріалах (папір, полотно, мармур та ін.), що зображують картини реального світу;
• звукова(акустична) – для зберігання звукової інформації в $1877$ р. було винайдено звукозаписний пристрій, а для музичної інформації – розроблено спосіб кодування з використанням спеціальних символів, який дає можливість зберігати її як графічну інформацію;
• текстова– кодує мову людини за допомогою спеціальних символів – літер (для кожного народу свої); для зберігання використовується папір (записи у зошити, друкарство тощо);
• числова– кодує кількісну міру об'єктів та їх властивостей у навколишньому світі за допомогою спеціальних символів – цифр (для кожної системи кодування свої); особливо важливою стала з розвитком торгівлі, економіки та грошового обміну;
• відеоінформація- Спосіб зберігання «живих» картин навколишнього світу, який з'явився з винаходом кіно.

Існують також види інформації, для яких ще не винайдені способи кодування та зберігання – тактильна інформація, органолептичната ін.

Спочатку інформація передавалася великі відстані за допомогою кодованих світлових сигналів, після винаходу електрики – передачі закодованого певним чином сигналу по проводах, пізніше – використовуючи радіохвилі.

Зауваження 1

Засновником загальної теорії інформації вважають Клода Шеннона, який також поклав основу цифрового зв'язку, написавши книгу «Математична теорія зв'язку» в $1948, в якій вперше обґрунтував можливість використання двійкового коду для передачі інформації.

Перші комп'ютери були засобом обробки числової інформації. З розвитком комп'ютерної техніки ПК почали використовувати для зберігання, обробки, передачі різного виду інформації (текстової, числової, графічної, звукової та відеоінформації).

Зберігати інформацію за допомогою ПК можна на магнітних дисках або стрічках, лазерних дисках (CD і DVD), спеціальних пристроях енергонезалежної пам'яті (флеш-пам'ять тощо). Ці методи постійно вдосконалюються, винаходять і носії інформації. Усі дії з інформацією виконує центральний процесор ПК.

Предмети, процеси, явища матеріального чи нематеріального світу, якщо їх розглядати з погляду їх інформаційних властивостей, називають інформаційними об'єктами.

Над інформацією можна виконувати величезну кількість різних інформаційних процесів, серед яких:

• створення;
• прийом;
• комбінування;
• зберігання;
• передача;
• копіювання;
• обробка;
• пошук;
• сприйняття;
• формалізація;
• розподіл на частини;
• вимір;
• використання;
• поширення;
• спрощення;
• руйнування;
• запам'ятовування;
• перетворення;

Властивості інформації

Інформація, як і будь-який об'єкт, має властивостями, найбільш важливими серед яких, з погляду інформатики, є:

• Об'єктивність. Об'єктивна інформація – існуюча незалежно від людської свідомості, методів її фіксації, думки чи стосунки.
• Достовірність. Інформація, що відображає справжній стан справ, є достовірною. Недостовірна інформація найчастіше призводить до неправильного розуміння чи прийняття неправильних рішень. Застаріння інформації з достовірної інформації зробити недостовірну, т.к. вона вже не буде відображенням справжнього стану справ.
• Повнота. Інформація є повною, якщо вона достатня для розуміння та прийняття рішень. Неповна або надмірна інформація може призвести до затримки ухвалення рішення або помилки.
• Точність інформації – ступінь її близькості до реального стану об'єкта, процесу, явища тощо.
• Цінність інформації залежить від її важливості для ухвалення рішення, вирішення задачі та подальшої застосовності в будь-яких видах діяльності людини.
• Актуальність. Тільки своєчасність отримання може призвести до очікуваного результату.
• Зрозумілість. Якщо цінну та своєчасну інформацію висловити незрозуміло, вона швидше за все стане марною. Інформація буде зрозумілою, коли вона, як мінімум, виражена зрозумілою для отримувача мовою.
• Доступність. Інформація має відповідати рівню сприйняття одержувача. Наприклад, одні й самі питання по-різному викладаються у підручниках для школи та вузу.
• Короткість. Інформація сприймається набагато краще, якщо вона представлена ​​не докладно і багатослівно, а з допустимим ступенем стиснення без зайвих деталей. Короткість інформації незамінна у довідниках, енциклопедіях, інструкціях. Логічність, компактність, зручна форма подання полегшує розуміння та засвоєння інформації.

Щодня на кожну людину обрушується безліч інформації. Ми зіштовхуємось із новими ситуаціями, предметами, явищами. Одні люди без проблем справляються з цим потоком знань та успішно використовують його у своїх інтересах. Інші ж ледве здатні запам'ятати хоч щось. Багато в чому така ситуація пояснюється належністю людини до певного типу за способом сприйняття інформації. Якщо вона подається в незручній для людини формі, її обробка буде вкрай скрутною.

Що таке інформація?

Поняття «інформація» має абстрактне значення і багато в чому його визначення залежить від контексту. У перекладі з латинської це слово означає "роз'яснення", "подання", "ознайомлення". Найчастіше під терміном «інформація» розуміють нові факти, сприйняті і зрозумілі людиною, а також визнані корисними. У процесі переробки цих вперше отриманих відомостей люди набувають певних знань.

Як сприймається інформація?

Сприйняття інформації людиною — це ознайомлення з явищами та предметами у вигляді їх на різні органи почуттів. Аналізуючи результат впливу того чи іншого предмета чи ситуації на органи зору, слуху, нюху, смаку та дотику, індивід отримує певне уявлення про них. Таким чином, основа у процесі сприйняття інформації – п'ять наших органів чуття. При цьому активно задіяно минулий досвід людини та раніше отримані знання. Звертаючись до них, можна віднести отриману інформацію до вже відомих явищ або виділити із загальної маси окрему категорію. Способи сприйняття інформації базуються на деяких процесах, пов'язаних із психікою людини:

• мислення (побачивши чи почувши предмет чи явище, людина, починаючи мислити, усвідомлює, з чим він зіткнувся);
• мова (можливість назвати об'єкт сприйняття);
• почуття (різні види реакцій на предмети сприйняття);
• воля організовувати процес сприйняття).

Подання інформації

За цим параметром інформацію можна розділити на такі види:

• Текстова. Вона представляється у вигляді всіляких символів, які, поєднуючись один з одним, дозволяють отримати слова, фрази, речення якоюсь мовою.
• Числова. Це відомості, представлені числами та знаками, які виражають певну математичну дію.
• Звукова. Це безпосередньо усне мовлення, завдяки якому відомості від однієї людини передаються іншій, та різні аудіозаписи.
• Графічна. До неї відносять схеми, графіки, малюнки та інші зображення.

Сприйняття та подання інформації нерозривно пов'язані між собою. Кожна людина намагається вибирати саме той варіант подачі даних, який забезпечить найкраще їхнє розуміння.

Способи сприйняття інформації людиною

У розпорядженні людини є такі способи. Вони визначаються п'ятьма органами почуттів: зором, слухом, дотиком, смаком та нюхом. У зв'язку з цим існує певна класифікація інформації щодо способу сприйняття:

• візуальна;
• звукова;
• тактильна;
• смакова;
• нюхова.

Візуальна інформація сприймається за допомогою очей. Завдяки їм у мозок людини надходять різні візуальні образи, які потім там обробляються. Слух необхідний сприйняття інформації, що у вигляді звуків (мови, шумів, музики, сигналів). відповідальні за можливість сприйняття Рецептори, розташовані на шкірі, дозволяють оцінити температуру об'єкта, що досліджується, тип його поверхні, форму. Смакова інформація надходить у мозок від рецепторів мовою і перетворюється на сигнал, яким людина розуміє, який це продукт: кислий, солодкий, гіркий чи солоний. Нюх також допомагає нам у пізнанні навколишнього світу, дозволяючи розрізняти та ідентифікувати всілякі запахи. Головну роль сприйнятті інформації грає зір. На нього припадає близько 90% здобутих знань. Звуковий спосіб сприйняття інформації (радіопередача, наприклад) становить близько 9%, інші органи чуття відповідають лише за 1%.

Типи сприйняття

Одна й та інформація, отримана якимось певним способом, сприймається кожною людиною по-різному. Хтось після хвилинного прочитання однієї зі сторінок книги може легко переказати її зміст, інший не запам'ятає практично нічого. А от якщо такій людині прочитати той самий текст вголос, він легко відтворить у пам'яті почуте. Такі відмінності визначають особливості сприйняття інформації людьми, кожні у тому числі притаманні певному типу. Усього їх чотири:

• Візуали.
• Аудіали.
• Кінестетики.
• Дискрети.

Найчастіше дуже важливо знати, який тип сприйняття інформації є для людини домінуючим і чим вона характеризується. Це значно покращує взаєморозуміння між людьми, дає можливість максимально швидко та повно донести потрібну інформацію до свого співрозмовника.

Візуали

Це люди, котрим головним органом почуттів у процесі пізнання навколишнього світу та сприйняття інформації є зір. Вони чудово запам'ятовують новий матеріал, якщо бачать його у вигляді тексту, картинок, схем та графіків. У промові візуалів часто зустрічаються слова, так чи інакше пов'язані з характеристикою об'єктів за їх зовнішніми ознаками, самою функцією зору («подивимося», «світло», «яскравий», «видно буде», «мені здається»). Такі люди говорять зазвичай голосно, швидко, активно жестикулюють у своїй. Візуали велику увагу приділяють своїй зовнішності, навколишньому оточенню.

Аудіали

Для аудіалів набагато простіше засвоїти те, що вони почули один раз, а не сто разів побачили. Особливості сприйняття інформації такими людьми полягають у їхньому вмінні слухати та добре запам'ятовувати сказане як у розмові з колегами чи родичами, так і на лекції в інституті чи на робочому семінарі. Аудіали мають великий словниковий запас, із ними приємно спілкуватися. Такі люди вміють чудово переконувати співрозмовника у розмові з ним. Активному відпочинку воліють спокійні заняття, люблять слухати музику.

Кінестетики

Дотик, нюх та смак відіграють важливу роль у процесі сприйняття інформації кінестетиками. Вони прагнуть доторкнутися, обмацати, скуштувати предмет на смак. Значна для кінестетиків та рухова активність. У промові таких людей часто зустрічаються слова, що описують відчуття («м'який», «за моїми відчуттями», «хапати»). Для дитини-кінестетика потрібний тілесний контакт із близькими людьми. Для нього важливі обійми та поцілунки, зручний одяг, м'яка та чиста постіль.

Дискрети

Способи сприйняття інформації пов'язані з органами почуттів людини. Переважна більшість людей з допомогою зору, слуху, дотику, нюху і смаку. Однак типи сприйняття інформації включають і той, який пов'язаний в першу чергу з мисленням. Людей, які сприймають навколишній світ подібним чином, називають дискретами. Їх досить мало, причому зустрічаються вони лише серед дорослих, оскільки в дітей віком логіка розвинена недостатньо. У молодому віці основні способи сприйняття інформації дискретами – візуальний та аудіальний. І лише з віком вони починають активно розмірковувати про побачене і почуте, відкриваючи при цьому нові знання.

Тип сприйняття та навченість

Способи сприйняття інформації людьми багато в чому визначають форму навчання, яка буде максимально для них ефективною. Звичайно, немає таких людей, які отримували б нові знання цілком за допомогою одного органу почуттів або їх групи, наприклад, дотику і нюху. Усі вони у ролі засобів сприйняття інформації. Однак знання того, які органи почуттів є у конкретної людини домінуючими, дає можливість оточуючим швидко довести до неї потрібні відомості, а людині дозволяє ефективно організувати процес самоосвіти.

Візуалам, наприклад, потрібно представляти всю нову інформацію в вигляді, що читається, на малюнках і схемах. У цьому випадку вони набагато краще запам'ятовують її. Візуали процвітають зазвичай у точних науках. Ще в дитинстві вони чудово складають пазли, знають багато геометричних фігур, добре малюють, креслять, будують із кубиків або конструктора.

Аудіали, навпаки, легше сприймають інформацію, отриману з Це може бути розмова з будь-ким, лекція, аудіозапис. При навчанні іноземної мови для аудіалів краще аудіокурси, ніж надрукований самовчитель. Якщо все ж таки потрібно запам'ятати написаний текст, його краще промовляти вголос.

Кінестетики дуже рухливі. Їм складно концентруватися на чомусь тривалий час. Таким людям важко засвоїти матеріал, отриманий на лекції чи підручника. Процес запам'ятовування проходитиме швидше, якщо кінестетики навчаться пов'язувати теорію та практику. Їм легше навчатися таких наук, як фізика, хімія, біологія, у яких конкретний науковий термін чи закон можна подати як результат досвіду, проведеного в лабораторії.

Дискретам потрібно трохи більше часу, ніж іншим людям, щоб прийняти до відома нову інформацію. Вони спершу мають осмислити її, співвіднести зі своїм минулим досвідом. Таким людям можна, наприклад, записувати лекцію викладача на диктофон, щоби згодом прослухати її вдруге. Серед дискретів багато людей науки, оскільки раціональність і логічність їм понад усе. Тому в процесі навчання їм будуть найближчими ті предмети, в яких точність визначає сприйняття інформації - інформатика, наприклад.

Роль у спілкуванні

Типи сприйняття інформації впливають і на те, яким чином спілкуватися, щоб він прислухався до вас. Для візуалів дуже важливим є зовнішній вигляд співрозмовника. Найменша недбалість в одязі може відштовхнути його, після чого буде зовсім неважливо, що він каже. Розмовляючи з візуалом, потрібно звертати увагу на свою міміку, говорити швидко з використанням жестикуляції, підкріплювати розмову схематичними малюнками.

У розмові з аудіалом повинні бути слова, які йому близькі («послухайте мене», «звучить привабливо», «це багато про що говорить»). Сприйняття інформації людиною-аудіалом залежить багато в чому від цього, як співрозмовник говорить. має бути спокійним, приємним. Важливу розмову з аудіалом краще відкласти, якщо ви сильно застуджені. Такі люди не терплять також верескливих нот у голосі.

Переговори з кінестетиком потрібно проводити у приміщенні з комфортною температурою повітря, приємним запахом. Таким людям потрібно іноді торкнутися співрозмовника, так вони краще розуміють почуте або побачене. Не варто чекати від кінестетика швидкого ухвалення рішення відразу після розмови. Йому потрібен час на те, щоб прислухатися до своїх відчуттів і зрозуміти, що він робить правильно.

Діалог з дискретом має бути побудований на принципі раціональності. Найкраще оперувати суворими правилами. Для дискрета зрозуміліша мова цифр.

Інформація(від лат. informatio, роз'яснення, виклад, поінформованість) - будь-які відомості та дані, що відображають властивості об'єктів у природних, соціальних і технічних системах та передані звуковим, графічним (в т. ч. письмовим) або іншим способом без застосування або із застосуванням технічних коштів.

Класифікація інформації

Інформацію можна розділити на види за різними критеріями:

1. поспособу сприйняття:

Візуальна – сприймається органами зору.

Аудіальна – сприймається органами слуху.

Тактильна – сприймається тактильними рецепторами.

Нюхальна - сприймається нюховими рецепторами.

Смакова – сприймається смаковими рецепторами.

2.поформі подання:

Текстова - передана як символів, призначених позначати лексеми мови.

Числова - як цифр і знаків, що позначають математичні дії.

Графічна - як зображень, предметів, графіків.

Звукова - усна або у вигляді запису та передачі лексем мови.

3. попризначенню:

Масова - містить очевидні відомості і оперує набором понять, зрозумілим більшу частину соціуму.

Спеціальна - містить специфічний набір понять, при використанні відбувається передача відомостей, які можуть бути не зрозумілі більшості соціуму, але необхідні і зрозумілі в рамках вузької соціальної групи, де використовується ця інформація.

Секретна - передана вузькому колу осіб і закритим (захищеним) каналам.

Особиста (приватна) - набір відомостей про будь-яку особистість, визначальний соціальне становище і типи соціальних взаємодій усередині популяції.

4. позначенням:

Актуальна – інформація, цінна в даний момент часу.

Достовірна – інформація, отримана без спотворень.

Зрозуміла - інформація, виражена мовою, зрозумілою тому, кому вона призначена.

Повна - інформація, достатня прийняття правильного рішення чи розуміння.

Корисна - корисність інформації визначається суб'єктом, який отримав інформацію залежно від обсягу можливостей її використання.

5. поістинності:

справжня

Інформація має такі властивості:

достовірність

Інформація є достовірною, якщо вона відображає справжній стан справ. Недостовірна інформація може призвести до неправильного розуміння чи прийняття неправильних рішень. Достовірна інформація має властивість старіти, тобто перестає відображати справжній стан справ.

Інформація повна, якщо її достатньо для розуміння та прийняття рішень. Як неповна, так і надмірна інформація стримує прийняття рішень або може спричинити помилки.

точність

Точність інформації визначається мірою її близькості до реального стану об'єкта, процесу, явища.

цінність

Цінність інформації залежить від того, наскільки вона важлива для вирішення завдання, а також від того, наскільки надалі вона знайде застосування будь-яких видів діяльності людини.

своєчасність

Тільки своєчасно отримана інформація може принести очікувану користь. Однаково небажані як передчасне подання інформації (коли її ще може бути засвоєно), і її затримка.

зрозумілість

Якщо цінна та своєчасна інформація виражена незрозумілим чином, вона може стати марною. Інформація стає зрозумілою, якщо вона виражена мовою, якою говорять ті, кому призначена ця інформація.

доступність

Інформація повинна бути подана в доступній (за рівнем сприйняття) формі. Тому одні й самі питання по-різному викладаються у шкільних підручниках і наукових виданнях.

стислість

Інформацію з одного й того ж питання можна викласти коротко (стисло, без несуттєвих деталей) або докладно (докладно, багатослівно). Короткість інформації необхідна у довідниках, енциклопедіях, різноманітних інструкціях.

Кількість інформаціїможна як міру зменшення невизначеності знання при отриманні інформаційних повідомлень. Це дозволяє кількісно вимірювати інформацію. Існує формула, яка пов'язує між собою кількість можливих інформаційних повідомлень N та кількість інформації I, яка несе отримане повідомлення: N = 2 i(Формула Хартлі). Іноді записується інакше. Оскільки наступ кожного з N можливих подій має однакову ймовірність p = 1/N, то N = 1/pі формула має вигляд I = log 2 (1/p) = - log 2 p

Якщо події нерівноймовірні, то: h i = log 2 1/ p i = - log 2 p i ,

де p i - ймовірність появи в повідомленні i-го символу алфавіту. H = Sp i h i = - Sp i log 2 p i

Значення Н досягає максимуму при рівноймовірних подіях, тобто за рівності всіх p i p i = 1/N

І тут формула Шеннона перетворюється на формулу Хартлі.

За одиницю кількості інформаціїприймається така кількість інформації, що міститься в інформаційному повідомленні, що зменшує невизначеність знання вдвічі. Така одиниця названа бітом.

Мінімальною одиницею вимірювання кількості інформації є біт, а наступною за величиною одиницею - байт, причому:

1 байт = 8 бітів = 2 3 біти.

В інформатиці система освіти кратних одиниць виміру дещо відрізняється від прийнятих у більшості наук. Традиційні метричні системи одиниць, наприклад Міжнародна система одиниць СІ, як множники кратних одиниць використовують коефіцієнт 10 n , де n = 3, 6, 9 і т. д., що відповідає десятковим приставкам "Кіло" (10 3), "Мега" (10 6), "Гіга" (10 9) і т.д.

У комп'ютері інформація кодується за допомогою двійкової знакової системи, і тому в одиницях кратних вимірювання кількості інформації використовується коефіцієнт 2 n

Так, кратні байту одиниці виміру кількості інформації вводяться так:

1 кілобайт (Кбайт) = 2 10 байт = 1024 байт;

1 мегабайт (Мбайт) = 210 Кбайт = 1024 Кбайт;

1 гігабайт (Гбайт) = 210 Мбайт = 1024 Мбайт.

Кількість інформації у повідомленні.Повідомлення складається з послідовності знаків, кожен із яких несе певну кількість інформації.

Якщо знаки несуть однакову кількість інформації, кількість інформації I c у повідомленні можна підрахувати, помноживши кількість інформації I з, яке несе один знак, на довжину коду (кількість знаків у повідомленні).

I c = I з  K

Так, кожна цифра двійкового комп'ютерного коду містить інформацію в 1 біт. Отже, дві цифри несуть інформацію в 2 біти, три цифри - в 3 біти і т. д. Кількість інформації в бітах дорівнює кількості цифр двійкового комп'ютерного коду

Інформаційна ентропія - міра невизначеності або непередбачуваності інформації, невизначеність появи будь-якого символу первинного алфавіту. За відсутності інформаційних втрат чисельно дорівнює кількості інформації на символ повідомлення, що передається.

Ентропія - це кількість інформації, що припадає на одне елементарне повідомлення джерела, що виробляє статистично незалежні повідомлення.

Ентропія стала використовуватися як міра корисної інформації у процесах передачі сигналів по дротах. Під інформацією Шеннон розумів сигнали потрібні, корисні одержувача. Некорисні сигнали, з погляду Шеннона, шум, перешкоди. Якщо сигнал на виході каналу зв'язку є точною копією сигналу на вході, з точки зору теорії інформації, це відсутність ентропії. Відсутність шуму означає максимум інформації. Взаємозв'язок ентропії та інформації знайшло відображення у формулі: H + Y = 1

де Н – ентропія, Y – інформація. Цей висновок кількісно обгрунтовано Бриллюэном.

Для розрахунку ентропії Шеннон запропонував рівняння, що нагадує класичний вираз ентропії, знайдений Больцманом. H = ∑ P i log 2 1/ P i = -∑ P i log 2 P i ,

де Н - ентропія Шеннона, Pi - ймовірність деякої події.

Інформаційна двійкова ентропія для незалежних випадкових подій з можливими станами (від до - функція ймовірності) розраховується за формулою:

Ця величина також називається середньою ентропією повідомлення. Розмір називається приватної ентропією, що характеризує лише -e стан.

Таким чином, ентропія події є сумою з протилежним знаком всіх творів відносних частот появи події, помножених на їх двійкові логарифми. Це визначення для випадкових дискретних подій можна розширити для функції розподілу ймовірностей.