И количественная мера

Несмотря на то, что с понятием информации мы сталкиваемся ежедневно, и она наряду с веществом и энергией является одним из основных понятий науки, строгого и общепризнанного ее определения до сих пор не существует, поэтому вместо определения обычно используют понятие об информации. В разных научных дисциплинах и в разных областях техники существуют разные понятия об информации. При этом нередко понятие об информации, введенное в рамках одной научной дисциплины, может опровергаться конкретными примерами и фактами, полученными в рамках другой науки.

В рамках информатики можно дать такое определение: информация – это продукт взаимодействия данных и адекватных им методов.

С практической точки зрения информация всегда представляется в виде сообщения. Информационное сообщение связано с источником сообщения, получателем сообщений и каналом связи таким образом:

источник ® кодирующее устройство ® канал связи ® декодирующее устройство ® получатель.

Информация является динамическим объектом. Как и всякий объект, она обладает свойствами. Существует немало разнообразных свойств информации. Каждая научная дисциплина рассматривает те свойства, которые ей наиболее важны. С точки зрения информатики наиболее важными представляются следующие свойства: объективность, полнота, достоверность, адекватность, доступность и актуальность информации.

Объективность – понятие объективности информации является относительным. Методы являются субъективными. Более объективной принято считать ту информацию, в которую методы вносят меньший субъективный элемент. В ходе информационного процесса степень объективности информации всегда понижается.

Полнота - свойство информации исчерпывающе (для данного потребителя) характеризовать отображаемый объект или процесс.

Достоверность - свойство информации не иметь скрытых ошибок.

Адекватность - свойство информации однозначно соответствовать отображаемому объекту или явлению.

Доступность - свойство информации, характеризующее возможность ее получения данным потребителем.

Актуальность - это степень соответствия информации текущему моменту времени.

Информацию можно создавать, передавать (и, соответственно принимать), хранить и обрабатывать.

Информацию можно классифицировать разными способами, и разные науки делают это по-разному. В информатике иногда информацию принято делить на:

1) научно-математическую;

2) текстовую;

3) графическую;

4) видео;

5) звуковую.

2.2. Системы счисления

Системой счисления называется совокупность приемов наименования и записи чисел. В любой системе счисления для представления чисел выбираются некоторые символы (слова или знаки), называемые базисными числами, а все остальные числа получаются в результате каких-либо операций из базисных чисел данной системы счисления. Символы, используемые для записи чисел, могут быть любыми, только они должны быть разными и значение каждого из них должно быть известно. Системы счисления различаются выбором базисных чисел и правилами образования из них остальных чисел.

Все системы счисления делятся на аддитивные (непозиционные) и позиционные.

Аддитивными называются системы счисления, в которых любое число получается путем сложения или вычитания базисных чисел. Примером такой системы является римская система. В римской системе базисными являются числа 1,5,10,50,100,500,1000, которые обозначаются знаками I,V,X,L,C,D,M. В данной системе значение числового знака не зависит от его расположения в записи числа.

Система называется позиционной, если значение каждой цифры изменяется в зависимости от ее положения в последовательности цифр, изображающих число. Система счисления, применяемая в современной математике, является позиционной десятичной системой. Десятичная система счисления основана на том, что десять единиц каждого разряда объединяются в одну единицу соседнего старшего разряда.

Десятичная запись любого числа X в виде последовательности цифр:

a_na_n-1 …a₁a₀a_-1…a_-m…,

Запись произвольного числа в K-ичной позиционной системе счисления основывается на представлении этого числа в виде полинома:

X= a_n Kⁿ+a _n-1 K^n-1+ …+a₁ K¹+a₀ K⁰+a_-1 K^-1+…a_-m K^-m…,

где каждый коэффициент a_i может быть одним из базисных чисел и изображается одной цифрой.

Число K единиц какого-либо разряда, объединяемых в единицу более старшего разряда, называют основанием позиционной системы счисления, а сама система счисления называется K-ичной. Например, основанием десятичной системы является число 10; двоичной - число 2 и т.д.

В современной вычислительной технике широко используется двоичная система счисления. Эта система счисления с наименьшим возможным основанием. В ней для изображения числа используются только две цифры: 0 и 1. Эти знаки называются двоичными цифрами или бит.

Произвольное число X в двоичной системе представляется в виде полинома:

X= a_n 2ⁿ+a _n-1 2^n-1+ …+a₁ 2¹+a₀ 2⁰+a_-1 2^-1+…a_-m 2^-m…,

где каждый коэффициент a_i может быть либо 0, либо 1.

Арифметические действия над числами в любой позиционной системе счисления производятся по тем же правилам, что и в десятичной системе, так как все они основываются на правилах выполнения действий над соответствующими полиномами. При этом нужно только пользоваться таблицами сложения и умножения, которые имеют место при основании K системы счисления.

Таблица сложений чисел в двоичной форме имеет вид:

0+0=0 0+1=1 1+1=10.

Таблица умножений в двоичной системе счисления имеет вид:

0 0=0 0 1=0 1 1=1.

Чтобы перевести целое число в двоичный код, необходимо делить его пополам до тех пор, пока частное не будет рано единице. Совокупность остатков от каждого деления, записанная справа налево вместе с последним числом, и образует двоичный аналог десятичного числа (19₁₀=10011₂).

В восьмеричной системе счисления базисными являются числа 0,1,2,3,4,5,6,7. Запись любого числа в этой системе основывается на его разложении по степеням числа 8 с коэффициентами, являющимися базисными числами.

При переводе двоичного числа в восьмеричную форму, число разбивают на группы по три цифры справа налево, начиная с младшего разряда, затем каждую тройку цифр заменяют соответствующей цифрой восьмеричной системы счисления. Обратный переход - от восьмеричной системы к двоичной - осуществляется заменой каждой восьмеричной цифры соответствующей тройкой двоичных чисел.

В шестнадцатеричной системе счисления базисными являются числа от нуля до 15. Обычно для обозначения первых десяти целых чисел от нуля до 9 используют арабские цифры, а для следующих целых чисел от 10 до 15 используются буквенные обозначения A, B, C, D, E, F.

Переход от двоичной системы к шестнадцатеричной и обратной осуществляется аналогично переводу чисел из двоичной системы в восьмеричную. Только шестнадцатеричная цифра заменяется не на три, а на четыре двоичных цифры.

2.3. Единицы представления, измерения и хранения данных.

Количество информации

Наименьшей единицей представления информации в двоичной системе является бит, который выражает логическое значение ДА или НЕТ и обозначается двоичным числом 0 или 1. Бит - очень удобная единица для хранения информации в компьютере, но не очень удобна для обработки информации.

Одним битом можно закодировать два понятия: 0 или 1 (да или нет), двумя – четыре понятия (00, 01, 10, 11), тремя – 8 значений. Общая формула имеет вид N=2^m, где N – количество независимых кодируемых значений, m – разрядность двоичного кодирования, принятая в данной системе.

Для обработки и измерения информации используется байт - группа из 8 бит. Байт является минимальной единицей измерения информации. Одним байтом, как правило кодируется один символ текстовой информации. Более крупные единицы измерения данных образуются добавлением приставок -кило, -мега, -гига:

1Кбайт=2¹⁰ байт=1024 байт;

1Мбайт=2¹⁰Кбайт;

1Гбайт= 2¹⁰Мбайт.

Два байта образуют так называемое машинное слово.

В качестве единицы хранения данных принят объект переменной длины, называемой файлом. Файл - это последовательность произвольного числа байтов, обладающая уникальным собственным именем. Обычно в отдельном файле хранят данные, относящиеся к одному типу. Тип данных определяет тип файла. Хранение файлов организуется в иерархической структуре, которая называется файловой структурой. В качестве вершины структуры служит имя носителя, на котором хранятся файлы. Далее файлы группируются в каталоги (папки), внутри которых могут быть созданы вложенные каталоги (папки). Путь доступа к файлу начинается с имени устройства и включает все имена каталогов, через которые проходит. В качестве разделителя используется символ "\". Уникальность имени файла обеспечивается тем, что полным именем файла считается собственное имя файла вместе с путем доступа к нему. Пример записи полного имени файла: <имя носителя>\<имя каталога 1>\…\<имя каталога-N>\<собственное имя файла>.