Измерение информации.

Мы уже говорили, что информация всегда имеет конкретное смысловое значение, которое связано с ее потребителем (в т.ч. потенциальным). Другими словами, субъективные характеристики потребителя информации определяют количество полезной (семантической) информации, и в одном и том же сообщении для разных потребителей будет содержаться различное количество информации. В то же время с точки зрениястатистических характеристик информация имеет количественную меру, абстрагированную от ее смысла и играющую важную роль при оценке (измерении) объемов информации в различных сферах ее применения. Например, информацию, содержащуюся в книгах, принято измерять в страницах. Если сравнивать книжные фонды разных библиотек, можно ввести другую единицу измерения - тома. При отправке телеграммы вы платите за количество передаваемых слов текста, документооборот какой-либо организации принято оценивать в количестве обрабатываемых в ней документах и т.п.

Поскольку информатика изучает человеко-машинную технологию сбора, обработки, передачи информации, использующую ЭВМ, нас интересуют способы представления данных в ЭВМ и единицы измерения именно машинной информации.

В качестве единицы информации Клод Шеннон предложил принять один бит (англ. bit — binary digit — двоичная цифра).

Бит — слишком мелкая единица измерения. На практике чаще применяется более крупная единица — байт, равная восьми битам. Именно восемь битов требуется для того, чтобы закодировать любой из 256 символов алфавита клавиатуры компьютера (256=2⁸).

Существует формула, которая связывает между собой количество возможных событий (N) и количество информации (I):

N = 2^I

По этой формуле можно легко определить количество возможных событий, если известно количество информации. Например, если получено 4 бита информации, то количество возможных событий будет 16.

Наоборот, для определения количества информации, если известно количество событий необходимо решить показательное уравнение относительно I. Например, в игре крестики-нолики на поле 8х8 перед первым ходом существует 64 возможных события (64 варианта расположения крестика). Тогда уравнение принимает вид:

64 = 2^I

Так как 64 = 2⁶, то уравнение принимает вид:

2⁶ = 2^I

Таким образом, I = 6 бит, то есть количество информации, полученное вторым игроком после хода первого, составляет 6 бит.

На практике существует множество ситуаций, когда возможные события имеют различные вероятности реализации. В этом случае для вычисления количества информации используется формула Шеннона (названа по имени автора):

I = - p_ilog₂p_i

где I – количество информации,

N – количество возможных событий,

p_i – вероятности отдельных событий.

Например, пусть при бросании несимметричной четырехгранной пирамидки вероятности отдельных событий будут следующими: p₁=0,5, p₂=0,25, p₃=0,125 p₄=0,125. Тогда количество информации, которое можно получить после реализации одного из указанных событий можно рассчитать по формуле Шеннона.

I = - (0,5log0,5 + 0,25log0,25 + 0,125log0,125 + 0,125log0,125) бит = -(0,5*(-1) + 0,25*(-2) + 0,125*(-3) + 0,125*(-3)) = -(-0,5 – 0,5 – 0,375 – 0,375) = 0,5 + 0,5 + 0,375 + 0,375 = 1,75 бит

Для частного, но широко распространенного случая, когда события равновероятны (p_i = 1/N), величину количества информации можно рассчитать по формуле:

I = - log₂ = log₂N

Минимальной единицей количества информации в информатике также является бит. Но в информатике система образования кратных единиц измерения количества информации отличается от принятых в большинстве наук. Поскольку компьютер оперирует в двоичной системе счисления то для измерения количества информации используется коэффициент 2ⁿ.

1 байт = 2³бит = 8 бит

1 Кбайт = 2¹⁰ байт = 1024 байт

1 Мбайт = 2²⁰ байт = 1024 Кбайт

1 Гбайт = 2³⁰ байт = 1024 Мбайт

3. Цель и задачи изучения учебного курса «Информатика и информационные технологии в профессиональной деятельности»

3.1. Цели и задачи дисциплины:

Цели дисциплины -подготовка специалистов с необходимым в настоящее время профессиональным уровнем информационной культуры, владеющих средствами вычислительной техники, новейшими профессиональными информационными технологиями и специализированными автоматизированными информационными системами.

Задачи дисциплины:

1. Сформировать понимание у обучаемых современных представлений о целях, задачах и практической программно-аппаратной реализации процесса информатизации всех сфер правовой деятельности;

2. Обучить знаниям и умениям, позволяющим будущим специалистам свободно ориентироваться и саморазвиваться в современном информационном пространстве;

3. Привить будущим специалистам умения и навыки, необходимые для выполнения профессионально-служебных задач в едином информационном пространстве России.

3.2. Место дисциплины в структуре ООП:

Дисциплина «Информатика и информационные технологии в профессиональной деятельности» (С.2.1.1.) относится к базовой (обязательной части) информационно-правового цикла (С2) и базируется на школьной учебной дисциплине «Информатика».

После изучения школьного курса «Информатика» учащиеся должны:

Знать:

· Основные понятия и определения информатики;

· Базовые логические принципы построения персонального компьютера;

· Общее устройство персонального компьютера;

· Основные виды офисных информационных технологий.

Уметь:

· Работать на персональном компьютере;

· Обрабатывать текстовые, табличные и графические документы;

· Общаться с удаленным пользователем по локальным или глобальным сетям.

Владеть:

· Навыками общения с персональным компьютером.

Данная дисциплина является предшествующей для дисциплины «Основы информационной безопасности в ОВД» и служит обеспечивающей для всех дисциплин профессионального профиля, предусмотренных Федеральным Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности 030901.65 – «Правовое обеспечение национальной безопасности», а также дисциплин вариативной части информационно-правового цикла.

3.3. Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

· способность работать с различными источниками информации, информационными ресурсами и технологиями, применять основные методы, способы и средства получения, хранения, поиска, систематизации, обработки и передачи информации (ОК-16);

· способностью соблюдать в профессиональной деятельности требования правовых актов в области защиты государственной тайны и информационной безопасности, обеспечивать соблюдение режима секретности – в части, касающейся способности соблюдать в профессиональной деятельности требования правовых актов в области информационной безопасности.

В результате изучения дисциплины будущий специалист должен:

знать:

· основные методы и средства хранения, поиска, систематизации, обработки, передачи информации (ОК-16);

· состав, функции и конкретные возможности аппаратно-программного обеспечения (ОК-16);

· функции и конкретные возможности профессионально-ориентированных справочных информационно-правовых и информационно-поисковых систем (ОК-16);

уметь:

· решать с использованием компьютерной техники различные служебные задачи (ОК-16);

· работать в локальной и глобальной компьютерных сетях (ОК-16);

· самообучаться в современных компьютерных средах (ОК-16);

· организовывать свое автоматизированное рабочее место (ОК-16);

владеть:

· навыками компьютерной обработки служебной документации, статистической информации и деловой графики (ОК-16);

· практическими методами работы с информационно-поисковыми и информационно-справочными системами и базами данных, используемыми в профессиональной деятельности (ОК-16).

Заключение

Понятие информация является одним из фундаментальных в современной науке и базовым для информатики. Наряду с такими понятиями, как вещество и энергия, пространство и время, оно составляет основу современной картины мира, ее относят к фундаментальным философским категориям. Понятие информации многозначно и имеет множество определений, раскрывающих ту или иную грань этого понятия. В лекции рассмотрены различные подходы к определению понятия информации в зависимости от области знания.

Контрольные вопросы

1. Что означает термин "информатика" и каково его происхождение.

2. Какие области знаний и административно-хозяйственной деятельности официально закреплены за понятием "информатика" с 1978 года.

3. Какие сферы человеческой деятельности и в какой степени затрагивает информатика.

4. Основные составные части информатики и основные направления её применения.

5. От кого (или чего) человек принимает информацию? Кому передает информацию?

6. Где и как человек хранит информацию?

7. Какие типы действий выполняет человек с информацией?

8. Привести примеры ситуаций, в которых информация

9. Привести примеры обработки информации человеком. Что является результатами этой обработки.

10. Привести примеры информации:

· а) достоверной и недостоверной;

· б) полной и неполной;

· в) ценной и малоценной;

· г) своевременной и несвоевременной;

· д) понятной и непонятной;

· е) доступной и недоступной для усвоения;

· ж) краткой и пространной.

11. Назвать системы сбора и обработки информации в теле человека.

12. Привести примеры технических устройств и систем, предназначенных для сбора и обработки информации.

Лекцию разработал:

Доцент кафедры математики и информатики

кандидат технических наук

полковник полиции Н.П. Парфенов

Литература: