Понятие информации и общая характеристика процессов ее сбора, передачи, обработка и накопления

1. Интернет – технологии ведения бизнеса

2. Тема 1. Понятие информации и общая характеристика процессов ее сбора, передачи, обработка и накопления.

3. Вопросы темы 1

1.
2.
3.
4.
5.
6.
Информатика и научно-технический прогресс
Определения и категории информатики.
Понятие и свойства информации
Экономическая информация
Единицы измерения информации
Общая характеристика процессов
преобразования информации
7. Представление (кодирование) данных

4. Информатика и НТП

• Научно-технический прогресс это
непрерывный и сложный процесс открытия
и использования новых знаний и
достижений в хозяйственной жизни.
• В результате НТП происходит развитие и
совершенствование всех элементов
производительных сил: средств и
предметов труда, рабочей силы,
технологии, организации и управления
производством.

5.

• Информатика – это основанная на использовании
компьютерной техники дисциплина, изучающая
структуру и общие свойства информации, а также
закономерности и методы ее создания, хранения,
поиска, обработки, передачи и применения в
различных сферах человеческой деятельности.
• Информатика –синтетическая дисциплина,
включает в себя разработку новых технологий,
исследования и проектирование связанное с
использованием ЭВМ. Информатика связана не с
конкретными формами материи, а с категориями
информации, моделями

6.

Информатика исследует вопросы:
- технические - изучение методов и средств сбора,
хранения, передачи, обработки и выдачи информации;
- семантические - способы описания смысла
информации, изучающие языки ее описания;
- прагматические - методы кодирования
(моделирования) информации;
- синтаксические - решение задач по формализации и
автоматизации научно-информационной деятельности .
Особенность информатики:
наукоемкость, новейшие достижения различных наук
(математики, семиотики, моделирования, теории
алгоритмов и др.), динамизм, влияние на развитие
научно-технического прогресса; широкий диапазон
сфер практического использования: в управлении,
производстве, образовании, здравоохранении, науке,
культуре.

7.

• Информатизация общества на основе
внедрения ЭВМ, современных средств
обработки и передачи информации—
организованный социально-экономический и
научно-технический процесс создания
оптимальных условий для удовлетворения
информационных потребностей и реализации
прав граждан, органов государственной
власти, органов местного самоуправления,
организаций, общественных объединений на
основе формирования и использования
информационных ресурсов.

8.

9.

При информатизации общества основное
внимание уделяется комплексу мер,
направленных на обеспечение полного
использования достоверного,
исчерпывающего и своевременного знания
во всех видах человеческой деятельности.
Тенденция ко все более полной
информированности в обществе в
существенной степени зависит от прогресса
информатики как единства науки, техники и
производства.

10.

Вывод:
Информатика приобретает
стратегический характер, становится
основополагающей областью развития сферы
интеллектуального труда и играет все
большую роль в развитии научнотехнического прогресса.

11. Определения и категории информатики

Термин информатика возник в 60-х гг. во
Франции.
Французский термин informatique
(информатика) образован путем слияния слов
information (информация) и automatique
(автоматика) и означает "информационная
автоматика или автоматизированная
переработка информации". В англоязычных
странах этому термину соответствуют
синонимы computer science и informatics.

12.

• Информатика – это фундаментальная
дисциплина, изучающая информационные
процессы, происходящие в системах
различной природы, а также возможность их
автоматизации.
• Информатика – синтетическая дисциплина,
включающая в себя разработку новых
технологий, исследования и проектирование
связанное с использованием ЭВМ.
• Объектом изучения информатики являются
общие закономерности реального мира.

13.

• Задачи информатики:
1) технические - изучение методов и средств
сбора, хранения, передачи, обработки и
выдачи информации;
2) семантические - способы описания смысла
информации, изучающие языки ее описания;
3) прагматические - методы кодирования
(моделирования) информации;
4) синтаксические - решение задач по
формализации и автоматизации научноинформационной деятельности .

14.

• Структура информатики:
1)
2)
3)
4)
5)
Теоретическая информатика;
Вычислительная техника;
Программирование;
Информационные системы;
Искусственный интеллект.

15.

Главная функция информатики: разработка
методов и средств преобразования
информации и их использования в
организации технологического процесса
переработки информации.

16.

Категории информатики - наиболее общие
и фундаментальные понятия,
отражающие существенные свойства
информатики.
Информатика связана не с конкретными
формами материи, а с категориями
информации и моделями.

17.

Важнейшими категориями информатики
являются понятия
информации;
информационных сред;
полного информационного цикла;
полезной работы (отдачи) ЭВМ.

18.

• информационная среда – социальная
подсистема, в которой осуществляются
информационные процессы и куда
внедряются ЭВМ как усилители
человеческого интеллекта;
• полный информационный цикл включает
в себя зарождение информации, ее
переработку, передачу, использование для
снижения энтропии рассматриваемой
социальной системы;

19.

• полезная работа ЭВМ - коэффициент
полезного действия.
• Он зависит от уровня функционирования
социальной среды, в которой задействован
ЭВМ: ее упорядоченности, системности,
условий для творческой деятельности
людей, сложности и важности задач,
решаемых с помощью машин.

20.

• Информация – отраженное многообразие,
возникающие в результате взаимодействия
объектов. (философское определение)
• Информация – сообщения в виде знаков и
сигналов, хранимые, передаваемые и
обрабатываемые с помощью технических
средств. ( техническое определение)
• Информация – продукт взаимодействия
данных и методов их обработки адекватных
решаемой задаче. ( исп. в инфрматике)

21.

Информация — сведения об объектах и
явлениях окружающей среды, их
параметрах, свойствах и состоянии,
которые уменьшают имеющуюся о них
степень неопределенности, неполноты
знаний.
Данные – это признаки или записанные
наблюдения, которые по каким-то
причинам не используются, а только
хранятся.
Информация – это используемые данные.

22. Свойства информации

1. полнота — свойство информации исчерпывающе (для данного
потребителя) характеризовать отображаемый объект или
процесс;
2. актуальность— способность информации соответствовать
нуждам потребителя в нужный момент времени;
3. достоверность — свойство информации не иметь скрытых
ошибок. Достоверная информация со временем может стать
недостоверной, если устареет и перестанет отражать истинное
положение дел;
4. доступность — свойство информации, характеризующее
возможность ее получения данным потребителем;
5. релевантность — способность информации соответствовать
нуждам (запросам) потребителя;
6. защищенность — свойство, характеризующее невозможность
несанкционированного использования или изменения
информации;
7. эргономичность — свойство, характеризующее удобство
формы или объема информации с точки зрения данного
потребителя.

23. Формы адекватности информации

• Синтаксическая
• Семантическая (смысловая)
• Прагматическая (потребительская)

24.

• Синтаксическая адекватность - отображает
формально-структурные характеристики
информации, не затрагивая ее смыслового
содержания.
• На синтаксическом уровне учитываются тип
носителя и способ представления
информации, скорость передачи и обработки,
размеры кодов представления информации,
надежность и точность преобразования этих
кодов и т.п.
• Информацию, рассматриваемую только с
синтаксических позиций, обычно называют
данными.

25.

• Семантическая (смысловая) адекватность определяет степень соответствия образа
объекта и самого объекта.
• Семантический аспект предполагает учет
смыслового содержания информации. На этом
уровне анализируются те сведения, которые
отражает информация, рассматриваются
смысловые связи.
• В информатике устанавливаются смысловые
связи между кодами представления
информации.
• Эта форма служит для формирования понятий
и представлений, выявления смысла,
содержания информации и ее обобщения.

26.

• Прагматическая (потребительская) адекватность отражает отношение потребителя к информации,
соответствие информации цели управления,
которая на ее основе реализуется.
• Проявляются прагматические свойства информации
только при наличии единства информации
(объекта), пользователя и цели управления.
• Прагматический аспект рассмотрения связан с
ценностью, полезностью использования
информации при выработке потребителем решения
для достижения своей цели.
• С этой точки зрения анализируются
потребительские свойства информации.
• Эта форма адекватности непосредственно связана с
практическим использованием информации.

27.

• Информацию следует считать особым видом
ресурса – информационным ресурсом.
• Информационные ресурсы являются
неистощимыми и предполагают существенно
иные методы воспроизведения и обновления,
чем материальные ресурсы.
• С этой точки зрения можно рассмотреть такие
свойства информации:
1. запоминаемость;
2. передаваемость;
3. воспроизводимость;
4. преобразуемость;
5. стираемость.

28.

• Запоминаемость — одно из самых важных
свойств.
• Запоминаемую информацию будем
называть макроскопической (имея в виду
пространственные масштабы
запоминающей ячейки и время
запоминания).
• Именно с макроскопической информацией
мы имеем дело в реальной практике.

29.

• Передаваемость информации с помощью
каналов связи, т.е. способность
информации к копированию, т.е. к тому, что
она может быть “запомнена” другой
макроскопической системой и при этом
останется тождественной самой себе.

30.

• Воспроизводимость информации тесно
связана с ее передаваемостью и не
является ее независимым базовым
свойством.
• Если передаваемость означает, что не
следует считать существенными
пространственные отношения между
частями системы, между которыми
передается информация, то
воспроизводимость характеризует
неиссякаемость и неистощимость
информации.

31.

• Фундаментальное свойство информации —
преобразуемость. Оно означает, что
информация может менять способ и форму
своего существования. Копируемость есть
разновидность преобразования
информации, при котором ее количество не
меняется.
• Свойство стираемости информации также
не является независимым. Оно связано с
таким преобразованием информации
(передачей), при котором ее количество
уменьшается и становится равным нулю.

32. Экономическая информация

• Информация, которая обслуживает процессы
производства, распределения, обмена и
потребления материальных благ и
обеспечивает решение задач организационноэкономического управления народным
хозяйством и его звеньями, называется
управленческой.
• Она представляет собой разнообразные
сведения экономического, технического,
социального, юридического,
демографического и другого содержания.

33.

• Важнейшей составляющей управленческой
информации является экономическая
информация.
• Экономическая информация —
совокупность сведений, отражающих
социально-экономические процессы и
служащих для управления этими
процессами и коллективами людей в
производственной и непроизводственной
сфере.

34.

• Под экономической информацией будем
понимать информацию, которая возникает
при подготовке и в процессе
производственно-хозяйственной
деятельности промышленных предприятий
и организаций и управления этой
деятельностью, и является объектом
хранения, передачи и преобразований.

35.

• Экономическую информацию получают в
процессе реализации функции учета и
контроля за деятельностью экономического
объекта, т.е. в процессе наблюдения за
внутренним состоянием объекта.
• Результаты наблюдения контролируются
(сравнительно с запланированным
состоянием) и анализируются величины
отклонения.
• Результаты анализа и являются основанием
для принятия решения по управлению
работой (поведением) экономического
объекта.

36.

• Свойства экономической информации:
1. отражает разностороннюю деятельность
предприятий через систему натуральных,
стоимостных и др. показателей;
2. отражается в тех или иных носителях (первичных
документах, магнитных, оптических носителях) и
представлена в виде конечных результатов;
3. является цифровой, буквенно-цифровой и
алфавитной;
4. характеризуется большой массовостью и
объемностью;
5. требует группировки, арифметической или
логической обработки и сжатия информации при
передаче из одного управленческого звена в
другой;
6. характеризуется длительностью хранения
(архивы);

37.

7. характеризуется повторяемостью циклов
возникновения обработки в установленных
временных интервалах;
8. для обработки экономической информации
характерны сравнительно простые
алгоритмы;
9. преобладание логических операций (выборка,
упорядочивание, корректировка) над
арифметическими;
10. табличная форма исходных и
результирующих данных;
11. многообразие источников информации и ее
потребителей.

38. Единицы измерения информации

Меры информации
• В теории информации для измерения
информации вводятся два параметра:
количество информации I и объем данных VД.
• Эти параметры имеют разные выражения и
интерпретацию в зависимости от
рассматриваемой формы адекватности.
Каждой форме адекватности соответствует
своя мера количества информации:
синтаксическая, семантическая и
прагматическая меры.

39. Синтаксическая мера информации

• Объем данных VД в сообщении измеряется
количеством символов (разрядов) в этом
сообщении.
• В компьютерной технике используют понятие
количество информации, под которым понимают
количество кодируемых, передаваемых или
хранимых символов, см. ниже формулу Хартли.
• В различных системах счисления один разряд имеет
различный вес и соответственно меняется единица
измерения данных:
• в двоичной системе счисления единица измерения
— бит (bit — binary digit — двоичный разряд);
• в десятичной системе счисления единица
измерения — дит (десятичный разряд).

40.

Пример:
• Сообщение в двоичной системе в виде
двоичного кода 10111011 имеет объем
данных VД = 8 бит.
• Сообщение в десятичной системе в виде числа
275903 имеет объем данных VД = 6 дит.
• Текстовое сообщение Я изучаю информатику
имеет объем данных VД = 21 байт с учетом
двух пробелов и символа окончания
сообщения.
В текстах 1 символ при 8-разрядной кодировке
занимает 1 байт памяти компьютера. При 16разрядной кодировке 1 символ занимает 2
байта памяти.

41. Производные единицы измерения информации

Производные единицы измерения информации
Байт = 8 бит – наименьшая единица информации,
которая может иметь адрес;
1 килобайт = 2 10 байта = 1024 байта;
1 Мегабайт = 220 байта = 1 048 576 байтов;
1 Гигабайт = 230 байта = 1 073 741 824 байта;
1 Терабайт = 240 байта = 1 099 511 627 776 байтов;
1 петабайт = 250 байта = 1 125 899 906 842 624
байта;
1 экзабайт (exabyte) = 260 байта = 1 152 921 505 606
846 976 байтов;
1 зеттабайт (zettabyte) = 270 байта = 1 180 591 620
717 411 303 424 байта;
1 йоттабайт (yottabyte) = 280 байта = 1 208 92 81 614
629 174 706 176 байтов.

42.

В теории информации определяют синтаксическое
количество информации на основе энтропии системы.
Энтропия системы α, имеющая N возможных состояний,
согласно формуле Шеннона, равна:
N
H ( ) Pi log Pi
i 1
где PI — вероятность того, что система находится в i-ом
состоянии.

43.

• Энтропия системы H(α) определяет степень
неопределенности состояния системы α или,
на языке информатики, степень
неосведомленности получателя информации о
состоянии этой системы.
• Если конечная неопределенность Hβ(α)
обратится в нуль, то первоначальное неполное
знание заменится полным знанием и
количество информации Iβ(α) = H(α).
• Иными словами, энтропия системы H(α)
может рассматриваться как мера
недостающей информации.

44.

Для случая, когда все состояния системы
равновероятны, т.е. их вероятности равны
1
Pi = ,
N
ее энтропия определяется соотношением
N
1
1
H ( ) log
N
i 1 N

45.

Формула Хартли выводится из формулы Шеннона при
равновероятных состояниях системы:
N
H ( )
i 1
1
1
log
log N
N
N
I = H(α) = logN – формула Хартли, где N = mn - число
всевозможных отображаемых состояний,
m – основание системы счисления,
n – число символов в сообщении,
например, 256 = 28 - число символов, которые
можно закодировать 8-разрядным кодом в
двоичной системе счисления, N = 256, m = 2, n = 8.

46.

Пример:
• По каналу связи передается n-разрядное сообщение,
использующее т различных символов. Так как
количество всевозможных кодовых комбинаций будет
N=mn, то при равновероятности появления любой из
них количество информации, приобретенной
абонентом в результате получения сообщения, будет I =
log N = n log т. Если в качестве основания логарифма
принять т, то
I = n logm m = n. В данном случае количество
информации (при условии полного априорного
незнания абонентом содержания сообщения) будет
равно объему данных
I = VД, полученных по каналу связи. Для
неравновероятных состояний системы всегда I < VД = n.
Наиболее часто m = 2 или 10. Единицами измерения в
этих случаях будут соответственно бит и дит.

47.

Коэффициент (степень) информативности
(лаконичность) сообщения определяется
отношением количества информации к объему
данных, т.е.
I
Y
VД
, причем 0 ≤ Y ≤ 1.
С увеличением Y уменьшаются объемы работы по
преобразованию информации (данных) в системе.
Поэтому стремятся к повышению информативности,
для чего разрабатываются специальные методы
оптимального кодирования информации.

48.

Семантическая мера информации:
• Для измерения смыслового содержания
информации, т.е. ее количества на семантическом
уровне, наибольшее признание получила
тезаурусная мера, которая связывает семантические
свойства информации со способностью
пользователя воспринимать поступившее
сообщение. Для этого используется понятие
тезаурус пользователя.
Тезаурус — это совокупность сведений,
которыми располагает пользователь или система.
В зависимости от соотношений между
смысловым содержанием информации S и
тезаурусом пользователя Sp изменяется количество
семантической информации Ic , воспринимаемой
пользователем и включаемой им в дальнейшем в
свой тезаурус.

49.

• При Sp → 0 пользователь не воспринимает, не
понимает поступающую информацию;
• при Sp →∞ пользователь все знает, и поступающая
информация ему не нужна;
• при согласовании смыслового содержания
сообщения S с тезаурусом пользователя Sp = Sp opt,
получаем максимальное количество семантической
информации Ic.

50.

• Sp = Spopt означает, что поступающая информация
понятна пользователю и несет ему ранее не
известные (отсутствующие в его тезаурусе)
сведения.
• Следовательно, количество семантической
информации в сообщении, количество новых
знаний, получаемых пользователем, является
величиной относительной.
• Одно и то же сообщение может иметь смысловое
содержание для компетентного пользователя и
быть бессмысленным (семантический шум) для
пользователя некомпетентного.
• При оценке семантического (содержательного)
аспекта информации необходимо стремиться к
согласованию величин S и Sp.

51.

• Относительной мерой количества
семантической информации может служить
коэффициент содержательности С, который
определяется как отношение количества
семантической информации к ее объему:
Ic
C
VД

52.

Прагматическая мера
• Эта мера определяет полезность информации
(ценность) для достижения пользователем
поставленной цели.
• Эта мера также величина относительная,
обусловленная особенностями использования
этой информации в той или иной системе.
• Ценность информации целесообразно
измерять в тех же самых единицах (или
близких к ним), в которых измеряется целевая
функция.

53.

54. Представление (кодирование) данных

• Представление данных – это подготовка данных для
обработки на компьютере.
• Двоичное кодирование – универсальная форма
представления данных для дальнейшей обработки
их средствами вычислительной техники.
• Данные располагаются в ячейках, представляющих
упорядоченную совокупность из двоичных
разрядов (каждый разряд может временно
содержать одно из двух состояний - 0 или 1). Тогда
группой из 8 двоичных разрядов можно
закодировать 28 = 256 различных комбинаций кода.

55.

• Система счисления – совокупность приемов
записи и наименования чисел.
• Системы счисления подразделяются на
позиционные и непозиционные.
• В позиционных системах счисления величина,
обозначаемая цифрой в записи числа, зависит
от её положения в числе (позиции).
• Количество используемых цифр называется
основанием системы счисления
• В непозиционных системах счисления
величина, которую обозначает цифра, не
зависит от положения в числе.

56.

• Самым простым примером непозиционной системы
счисления является римская.
• В настоящее время наиболее распространены
десятичная, двоичная, восьмеричная и
шестнадцатеричная позиционные системы счисления.
• Двоичная, восьмеричная (в настоящее время
вытесняется шестнадцатеричной) и шестнадцатеричная
система используется в областях, связанных с
цифровыми устройствами, программировании и
вообще компьютерной документации.
• Современные компьютерные системы оперируют
информацией представленной в цифровой форме.
Числовые данные преобразуются в двоичную систему
счисления.

57.

• Двоичная система используется в цифровых
устройствах, поскольку является наиболее простой и
удовлетворяет требованиям:
1. Чем меньше значений существует в системе, тем
проще изготовить отдельные элементы.
2. Чем меньше количество состояний у элемента, тем
выше помехоустойчивость и тем быстрее он может
работать.
3. Простота создания таблиц сложения и умножения —
основных действий над числами.

58.

• В ВТ, с целью упрощения реализации
арифметических операций, для целых чисел в
интервале от - 128 до + 127 при 8-ричном
кодировании и для целых чисел в интервале от
-32768 до +32767 при 16-ричном кодировании
применяют специальные коды (прямой,
обратный и дополнительный).
• За счет этого облегчается определение знака
результата операции, а операция вычитания
чисел сводится к арифметическому сложению.

59.

• Обратный код для положительных чисел
совпадает с прямым кодом.
• Чтобы представить отрицательное двоичное
число в обратном коде, нужно оставить в
знаковом разряде 1, а во всех значащих
разрядах заменить 1 на 0 и 0 на 1.
• Такая операция называется инвертированием.
Например, + 5(10) = 0000 0101(2) - прямой код для
+5,
- 3(10) = 1111 1100(2) - обратный код
для -3.

60.

• Дополнительный код положительного числа
совпадает с прямым кодом.
• Дополнительный код отрицательного числа
может быть получен из обратного кода путем
прибавления 1 к младшему разряду обратного
кода.
Например, + 5(10) = 0000 0101(2) - прямой для +5,
- 3(10) = 1111 1100(2) - обратный код
для -3,
+ 1
1111 1101(2) дополнительный код для -3.

61. Кодирование текстовой информации

• Базовая таблица закрепляет значения кодов от 0 до
127, а расширенная относится к символам с
номерами от 128 до 255.
• Первые 32 кода базовой таблицы, начиная с
нулевого, отданы производителям аппаратных
средств(компьютеров, печатающих устройств). С 32
по 127 размещены коды символов латинского
алфавита, знаков препинания, цифр,
арифметических действий и специальных
символов.
• Национальные системы кодирования используют
расширенную часть ASCII (коды 128 255).

62.

• Необходимо помнить, что в настоящее время
для кодировки русских букв используют пять
различных кодовых таблиц (КОИ - 8, СР1251,
СР866, Мас, ISO), причем тексты,
закодированные при помощи одной таблицы
не будут правильно отображаться в другой
кодировке.
• В большинстве случаев о перекодировке
текстовых документов заботится не
пользователь, а специальные программы конверторы, которые встроены в приложения.