Основные понятия об информации и её преобразовании. Лекция 1

1.

Лекция 1
Основные понятия об информации и ее
преобразовании.
Учебные вопросы.
Введение.
1. Предмет и задачи информатики.
2. Понятие информации, меры
информации.
3. Информационные системы, процессы
и технологии.

2.

Введение
В индустриальном общества возник информационный кризис. Причины
кризиса:
1) очень быстрый рост числа документов, публикаций по результатам научных
исследований и опытно-конструкторских работ по различным областям
человеческой деятельности;
2) появление множества разнообразных научных данных на физических
носителях, не попадающих пользователю стандартными путями;
3) противоречия между ограниченными возможностями человека по восприятию
и переработке информации и мощным информационным потоком;
4) большое количество избыточной информации, затрудняющее восприятие
полезной информации;
5) барьеры, препятствующие распространению информации.
В результате кризиса произошла дальнейшая информатизация
общества.
Информатизация общества – это организованный социальноэкономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий
для удовлетворения информационных потребностей граждан, различных
органов власти, общественных организаций на основе формирования и
использования информационных ресурсов.

3.

Информационные ресурсы – это материалы, имеющиеся в различных
информационных системах: библиотеках, фондах, архивах, банках данных.
Процесс информатизация общества определялся:
-четырьмя информационными революциями(письменность, книгопечатание,
новые средства связи, изобретение микропроцессорной техники);
-разработкой информационных технологий, телекоммуникации;
-созданием информационных продуктов(совокупность данных, полученная для
распространения в вещественной или в невещественной формах);
-развитием информационных услуг и баз данных.
В настоящее время индустриальное общество перешло к
информационному, в котором большинство работающих занято в
информационной сфере деятельности.
Научная основа информатизации общества - новая фундаментальная
наука информатика.
Информатика занимается разработкой методов информационного
обеспечения процессов управления любыми объектами на базе компьютерных
информационных систем.

4.

1.Предмет и задачи информатики.
Целью изучения дисциплины информатика является получение
фундаментальных понятий об информации и данных, методах их
получения, хранения, обработки и передачи, смысловой интерпретации, а
также воздействия ИР на современное общество.
Информатика как прикладная дисциплина занимается:
1) изучением закономерностей в информационных процессах (накопление,
переработка, распространение информации);
2) созданием информационных моделей коммуникаций в различных областях
человеческой деятельности;
3) разработкой информационных систем и технологий в конкретных областях
с выработкой рекомендаций на этапах их проектирования, производства и
функционирования и т. д.
Задачи информатики:
1) исследование информационных процессов любой природы;
2) разработка информационной техники и создание новейших технологий
переработки информации на базе полученных результатов исследования
информационных процессов;
3) решение научных и инженерных проблем создания, внедрения и
обеспечения эффективного использования компьютерной техники и
технологии во всех сферах общественной жизни.

5.

2. Понятие информации. Меры
информации.
Информация — сведения об объектах и явлениях окружающей
среды, их параметрах, свойствах и состоянии, использование которых
уменьшают имеющуюся о них неполноту знаний, т.е. степень
неопределенности представления об этих объектах и явлениях.
Данные — сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их
параметрах, свойствах и состоянии, которые хранятся, но не
используются.
Пример. Телефонные номера без указания фамилий абонентов
являются данными, которые становятся информацией после указания
фамилий абонентов.
Для любой информации можно указать три объекта взаимодействия:
1) источник информации;
2) потребитель информации;
3) объект или явление, которые данная информация отражает.

6.

Свойства информации:
1) релевантность - соответствие информации запросам потребителя;
2) полнота — исчерпывающая для данного потребителя способность отражать
объект или явление;
3) своевременность - появление информации в нужный момент времени для
данного потребителя
4) достоверность - отсутствие скрытых ошибок;
5) доступность - свободная возможность получить информацию;
6) защищенность - невозможность несанкционированного получения
информации;
7) эргономичность - удобство формы или объема информации;
8) адекватность — максимальное соответствие отображаемому объекту.
Некоторые виды информации:
1) научная;
2) техническая;
3) политическая;
4) экономическая;
5) химическая;
6) спортивная.

7.

Меры информации:
1) Синтаксическая мера - объем данных в сообщении, измеряемый
количеством символов (разрядов) в этом сообщении:
1) в двоичной системе счисления единица измерения объема информации
– бит (двоичный разряд) или байт (8 бит);
2) в десятичной системе счисления — дит (десятичный разряд).
Пример 1.
а) Сообщение в двоичной системе счисления 11011 имеет объем 5 бит;
б) Сообщение в десятичной системе счисления 245 имеет объем 3 дита;
Пример 2.
Двадцать один, XXI, 21 - соответственно объемы 12 символов, три и два
символа.
2) Энтропийная мера - недостаточность информации об объекте для
полного представления о его состоянии.
Энтропийная мера какого-либо объекта Х строится следующим
образом. Пусть n — количество равновозможных состояний объекта X.
Вводится некоторая функция F(X), служащая мерой неосведомленности
об Х и называемая энтропией объекта.
В теории информации энтропией объекта часто выбирается
логарифмическая функция
F(X)=log2 n
(1)

8.

Пример 3.
Объект Х - колода из 32 карт без шестерок. Энтропийная мера при
случайном выборе одной карты F(X)= log2 32=5.
Данное значение 5 энтропии имеет следующий логический смысл.
Пусть выбрана одна карта. Если это дама пик, то требуется задать
следующие пять уточняющих вопросов, чтобы назвать эту карту:
1) карта красной масти? - нет(0);
2) карта крестовой масти? — нет(0);
3) одна из четырех старших?-да(1);
4) одна из двух старших? - нет(0);
5) дама пик? — да(1).
Шеннон предложил обобщение формулы (1) в виде
n
F( x ) = - Pi log2 Pi
i =1
(2)
учитывающем вероятность пребывания объекта Х в i — ом состоянии.
Если вероятности каждого из n состояний объекта Х равны, т.е. Pi =1/n, то
из формулы (2) вытекает (1).

9.

3) Семантическая мера – это оценка смыслового содержания
информации.
Для измерения смыслового содержания информации вводится понятие
тезаурус пользователя.
Тезаурус — это мера, отражающая совокупность сведений об объекте,
которыми располагает пользователь.
Обозначим тезаурус через S. Пределы его изменения 0 < S <∞. Если
S=0, то пользователь не понимает поступившую информацию, если же S= ,
то пользователь все знает и поступающая ему информация не нужна.
3.Информационные системы,
процессы и технологии
Система — это любой объект, одновременно рассматриваемый
и как единое целое, и как объединенная в интересах достижения
поставленных целей совокупность разнородных элементов.

10.

Информационная система — это взаимосвязанная совокупность
аппаратных средств, методов и персонала, используемых для хранения,
обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной
цели
Информационными называются процессы, протекающие в
информационной системе.
Информационные процессы условно можно разбить на следующие
блоки:
1) ввод информации из внешних или внутренних источников;
2) обработка входной информации и представление ее в удобном виде;
3) вывод информации для представления ее потребителям или передачи в
другую систему;
4) обратная связь — это информация, переработанная в данном процессе
для коррекции входной информации.
Внедрение информационных систем способствует:
1) выбору более рациональных решений при достижении цели за счет
использования математических методов и интеллектуальных систем;

11.

2) освобождению работников от рутинной работы за счет автоматизации;
3) обеспечению достоверности информации;
4) рациональной организации переработки информации на компьютере и
снижению объемов документов на бумаге;
5) уменьшению затрат на достижение цели.
Информационная технология(ИТ) — это процесс, использующий
совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных
(первичной информации) для получения информационного продукта, т.е.
новой информации о состоянии объекта или явления.
Цель ИТ - производство информации для ее анализа потребителем и
принятия на его основе решения по выполнению каких - либо действий.
Инструментом
ИТ
являются
взаимосвязанные программные продукты.
аппаратные
средства
и