Учебное пособие: Предмет и содержание кибернетики

Поэтому нельзя забывать, что любой информации присущи определенные свойства, позволяющие ее правильно интерпретировать.

Свойства информации

Достоверность – если она отражает истинное положение дел. Недостоверная информация может привести к неправильному пониманию или принятию неправильных решений.

Полнота – если ее достаточно для понимания и принятия решения. Неполная информация сдерживает принятие решения и может повлечь за собой ошибки.

Ценность – зависит от того, насколько она важна для решения задачи.

Актуальность – это когда информация соответствует существующей ситуации, необходима для срочного принятия решения, соответствует требуемому заданию.

Ясность – если она воспроизводится и передается четко, последовательно и однозначно.

Понятность – если она выражена языком, на котором говорят те, кому она предназначена. Ценная и актуальная информация, выраженная непонятным языком (словами), может стать бесполезной.

Виды и формы представления информации в информационных системах

Все многообразие окружающей нас информации можно классифицировать по различным признакам. Так, по признаку «область возникновения» информацию, отражающую процессы, явления неодушевленной природы, называют элементарной, или механической, процессы животного и растительного мира – биологической, человеческого общества – социальной. Информацию, создаваемую и используемую человеком по общественному назначению можно разбить на три вида: личная, массовая и специальная. Личная – предназначена для конкретного человека, массовая – для любого, желающего ею пользоваться, специальная – для узкого круга лиц, занимающихся решением сложных специальных задач в области науки, техники и т.д.

В автоматизированных ИС выделяют:

– структурную (преобразующую) информацию объектов системы, ее элементов управления, алгоритмов и программ переработки информации;

– содержательную (специальную, главным образом осведомляющую, измерительную и управляющую, а также научно-техническую и др.) информацию, извлекаемую из информационных массивов (сообщений команд и т.д.) относительно индивидуальной модели предметной области получателя (человека или подсистемы).

Первая связана с качеством информационных процессов в системе, с внутренними технологическими эффектами и затратами на переработку информации. Вторая – как правило, с внешним целевым (материальным) эффектом.

При реализации ИП передача информации от источника к приемнику может осуществляться с помощью какого-либо материального носителя (бумаги, магнитной ленты, диска и т.д.) или физического процесса (звуковых или электромагнитных волн). В зависимости от типа носителя различают следующие виды информации: документальную (ДИ) акустическую (речевую) и телекоммуникационную (ТИ).

ДИ представляется в графическом или буквенно-цифровом виде на бумаге, а также в электронном виде. РИ возникает в ходе ведения разговоров, а также при работе систем звукоусиления и звуковоспроизведения. ТИ циркулирует в технических средствах обработки и хранения информации, а также в каналах связи при ее передаче. Носителем информации при ее обработке техническими средствами и передаче по проводным каналам связи является электрический ток, а при передаче по радио и оптическому каналам – электромагнитные волны.

В настоящее время во всех вычислительных машинах информация представляется с помощью электрических сигналов. При этом возможны две формы представления численного значения какой-либо переменной: аналоговой (в виде одного сигнала) и дискретной (в виде нескольких сигналов).

Единицы измерения информации

Под количеством информации понимают меру снятия неопределенности ситуации при получении сообщения. В решении определения количества информации существуют два основных подхода. В конце 40-х годов ХХ века один из основоположников кибернетики американский математик Клод Шеннон, развил вероятностный подход. А работы по созданию ЭВМ, привели к использованию объемного способа измерения информации, учитывающего количество символов, содержащихся в сообщении. Длина сообщения при этом обусловлена используемым алфавитом.

При этом для измерения информации вводятся два параметра: количество информации I и объем данных Vд.

Вероятностный подход основан на энтропии Н – величина, характеризующая неопределенность информации. На ней строятся теории Хартли и Шеннона, описанные следующими формулами:

Н=log2N – аддитивная мера Хартли

Н= -- формула Шеннона определения среднего количества информации в сообщении с учетом известных вероятностных характеристик его элементарных составляющих,

где N – количество элементов, определяющих сообщение, Pj – априорная (доопытная) вероятность появления элемента хj в сообщении, log2Pj – количество информации в битах, доставляемой элементом хj сообщения.

Наименьшей единицей измерения информации является Бит. Это двоичная ячейка памяти, которая может находиться в двух состояниях: «0» когда амплитуда импульса равна 0 или близка к нему, и «1», когда амплитуда импульса приближена к напряжению источника питания.

Выбор такой единицы количества информации связан с наиболее распространенным способом ее обработки на компьютере с помощью двоичного кода.

1 Бит – это количество информации, содержащейся в сообщении типа «да» – «нет», что в двоичном коде равнозначно символам 1 – 0.

Основной единицей количества информации, воспринимаемой и обрабатываемой компьютером является Байт, объединяющий блоки данных из 8 Бит. Т.о. 1Байт = 8Бит. Байт записывается в память компьютера, считывается и обрабатывается как единое целое. Количественная совокупность Байт называется машинным словом.

Информация, обрабатываемая компьютером поступает в него уже закодированной.

Кодирование информации

Для автоматизации работы с данными, очень важно унифицировать их форму представления – для этого обычно используется прием кодирования, т.е. выражение данных одного типа через данные другого типа. Человеческие языки – это ни что иное, как системы кодирования понятий для выражения мыслей по средствам речи. Проблема универсального средства кодирования достаточно успешно реализуется в отдельных отраслях техники науки и культуры (телеграфная азбука, система Брайля для слепых, система записи математических выражений и др.)

Своя система существует и в вычислительной технике – она называется двоичным кодированием и основана на представлении данных последовательностью всего двух знаков: 0 и 1. эти знаки называют двоичными цифрами.

Лекция №4. Системы счисления

Система счисления – это способ изображения любых чисел с помощью некоторого набора символов, которые называются цифрами.

Все системы счисления делятся на два больших класса – непозиционные и позиционные.

В непозиционной системе значение цифры не зависит от места, которое она занимает в записи числа. Примером непозиционной системы счисления является римская система записи чисел.

В позиционных системах счисления вес (значение) каждой цифры изменяется от ее позиции (положения) в записи числа. Примером такой системы является наша с вами привычная десятичная система счисления.

Название системе дает количество цифр, необходимых для записи числа в данной системе.

Наиболее распространенными системами счисления являются:

-  двоичная сс (две цифры 0 и 1)

-  десятичная сс (десять цифр 0, 1, 2, 3, 4, 5, …9)

-  восьмеричная сс (восемь цифр 0, 1, …7)

-  шестнадцатеричная сс (цифры 0, 1, 2, …9 и знаки A, B, C, D, E, F)

Десятичная система счисления наиболее распространена в вычислительной практике и этим она обязана случайному обстоятельству – наличию у людей десяти пальцев на руках.

Количество различных цифр, необходимых для записи чисел в данной системе счисления называется основанием системы счисления – р.

У двоичной системы счисления основание р=2, у восьмеричной – 8=23, у шестнадцатеричной – 16=24.

Рядом с числом в скобках указывают систему счисления, в которой это число записано, т.е. А(р).

В позиционной системе счисления с некоторым основанием р любое число можно представить в виде последовательности цифр

А(р) = а(n-1) а(n-2)….а(1) а(0), а(-1) а(-2)…а(-m)

В р – ичной системе счисления любое число имеет вид:

(*) А(р)=аn-1 рn-1 +аn-2 рn-2 + … +а1 р1 +а0 р0 + а-1 р-1 + … + а-m р-m

Где аi – цифры в записи числа

р – основание системы счисления

n – количество разрядов (позиций) в целой части числа (до запятой)

m – количество разрядов в дробной части числа (после запятой)

Н-р: 1995 (10)= 1*103 + 9*102 + 9*101 +5*100

1001 (2)= 1*23 +0*22 +0*21 +1*20

В ЭВМ длина обрабатываемых чисел обычно ограничена следующими значениями: 1 байт (8 двоичных разрядов), 2 байта (16 разрядов), 4 байта (32 разряда) и 8 байт (64 разряда).

Так, максимальное целое положительное число, которое можно записать с использованием 16 двоичных разрядов равно, 2-6-1=65535

Перевод чисел из одной системы счисления в другую

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5