Файл: Информация в материальном мире (Кодирование информации).pdf

ВВЕДЕНИЕ

Понятие информации является одним из основополагающих в современной науке. Информацию наряду с веществом и энергией рассматривают в качестве важнейшей сущности мира, в котором мы живём. Информация занимает особое положение в нашем мире. В обычном понимании информация - это набор неких сведений, данных, знаний и т.п. Вся жизнь человека, так или иначе, связана с получением, накоплением и обработкой информации. Чтобы человек ни делал - разговаривает, читает книгу или смотрит телевизор - он постоянно и непрерывно получает и обрабатывает информацию.

Мы живём в век бурного развития науки, техники и новых технологий. Научно-технический прогресс развивается стремительно и получать, обрабатывать и передавать информацию становится всё проще и эффективнее. Так, например, т изобретения радио до изобретения телевидения прошло всего 30 лет, а временной промежуток между изобретением транзистора и интегральной схемы составил всего 5 лет. В настоящее время возможности современной науки и вовсе поражают.

Всё, что нас окружает, и с чем мы сталкиваемся, относится либо к физическим телам, либо к физическим полям. То есть, мы живём в материальном мире. Все виды обмена энергией сопровождаются появлением сигналов, т.е., все сигналы имеют в своей основе материальную энергетическую природу. При взаимодействии сигналов с физическими телами, в них возникают определённые изменения свойств – это явление называется регистрацией сигналов. В результате образуются данные – зарегистрированные сигналы.

Целью данной курсовой работы является изучение понятия информации и её свойств. Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. изучить различные определения понятия информации;
2. изучить виды информации;
3. изучить свойства информации.

Актуальность данной работы состоит в том, что она поможет сформировать общее представление о сущности информации, о её видах и свойствах. Современному обществу необходимо получение нужной ему информации. Без неё человек не сможет учиться, работать и создавать что-то новое. Каждая информация индивидуальна для каждого человека. Поэтому важно уметь подобрать её виды, свойства и меру. Не обладая этими знаниями, обществу невозможно предоставить объективную информацию.

1. Понятие информации

---

Слово "информация" берёт своё происхождения от латинского слова «informatio», что означает «сведения, разъяснения, изложения». С середины 20 века оно стало массово использоваться в науке, что подразумевало под собой сведения между людьми, людьми и машинами, машинами и машинами, передачу различных признаков между клетками растений, животных и людей.

Понятие информации многогранно, поэтому какого-то универсального определения у неё нет. Информация - это настолько глубокое понятие, что его не представляется возможным объяснить в нескольких словах. В него вкладывается различный смысл в науке, технике, житейских ситуациях и т.п. В обычном смысле под информацией подразумевают различные данные или сведения, которые кого-либо интересуют. Информация в практической деятельности человека подразумевает под собой сведения о явлениях и объектах окружающей среды, об их свойствах, состоянии и параметрах. Например, запах, цвет, звук и т.д. В природе информация - это биологический код, заложенный в каждом живом организме.

Современная наука ищет общие свойства и закономерности, присущие понятию информация, но в настоящее время это понятие во многом остаётся интуитивным и получает различные смысловые наполнения в самых разных отраслях человеческой деятельности:

• в быту информацией называют любые данные, сведения, знания, которые кого-либо интересуют. Например, сообщение о каких-либо событиях;
• в технике под информацией подразумевают сообщения, передаваемые в форме знаков или сигналов (в этом случае есть источник сообщений, получатель (приемник) сообщений, канал связи);
• в кибернетике под информацией понимают ту часть знаний, которая используется для ориентирования, активного действия, управления, т.е. в целях сохранения, совершенствования, развития системы;
• в теории информации под информацией понимают сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний.

Информация в практической деятельности человека подразумевает под собой сведения о явлениях и объектах окружающей среды, об их свойствах, состоянии и параметрах. Например, запах, цвет, звук и т.д. В природе информация - это биологический код, заложенный в каждом живом организме.

В широком смысле, информация - это отражение реального мира в виде сигналов и знаков. В информатике информация представляет собой сведения об объектах и процессах в окружающей среде, которые снижают неопределённость и позволяют адекватно реагировать на происходящее. Для обмена информацией, ее преобразования и передачи необходимо наличие источника (носителя) сообщений, передатчика (кодера), канала связи, приемника(декодера) и получателя сообщения.

---

Говоря о компьютерной обработке данных, под информацией понимают некоторую последовательность символов или знаков (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т.п.), которая несет смысловую нагрузку и представлена в понятном для компьютера виде.

Каждый человек ежедневно сталкивается с большими объёмами информации. Она разнообразна и может быть как полезна, так и бесполезна. В любом случае, без информации невозможно жить. Информацию изучает отдельная наука - информатика.

Информатика является новой научной дисциплиной и новой информационной индустрией, связанной с использованием персональных компьютеров и сетей ЭВМ. Информатика как научная дисциплина занимается изучением законов, принципов и методов накопления, обработки и передачи информации с помощью ЭВМ. Но эти процессы происходят не только внутри ЭВМ. Передачу и накопление информации мы видим и во многих других сферах жизнедеятельности людей.

Наряду с информацией, базовыми понятиями информатики являются данные и знания. Эти понятия часто используются как синонимы. Данные - это сообщения об объектах и процессах, представленные в структурированной, либо неструктурированной форме на каком-либо материальном носителе (бумажные документы, магнитные диски и т.д.). Различают числовые, символьные, графические, звуковые типы данных, а также данные видеоинформации. Не существует четкой границы между понятиями данные и информация, т.к в одном случае данные могут восприниматься в качестве информации, т.е. использоваться без какой-либо дополнительной обработки, а в другом - они должны быть предварительно обработаны.

Следующим важным понятием, используемым совместно с предыдущими (данные и информация), является понятие «знания». Знания - это проверенные практикой результат изучения реальной действительности, отражающий содержание объектов, процессов и явлений.

Рис. 1. Классификация знаний с позиции психического отражения среды человеком

Любая информационное сообщение (будь то какое-либо объявление, письмо, фотография, видео и т.п.) несёт в себе разное количество и содержание информации для различных людей, с учётом накопленных ими знаниями, уровнями доступности этого сообщения и интереса к нему. Например, новость, написанная на немецком языке, не несёт никакой информации человеку, который не владеет этим языком. Информацию рассматривают как соотношения между сообщением и его получателем.

---

• 1. 1.1. Виды информации

Человек всегда стремится зафиксировать и надолго сохранить своё восприятие информации. Человеческий мозг способен хранить множество информации, и использует для её хранения свои способы. Основой этих способов является двоичный код, прямо как у персональных компьютеров. Человек всегда хотел, чтобы была возможность делиться своей информацией с другими людьми и найти для этого надёжные средства для её долговременного хранения и передачи. Для этого в настоящее время изобретено множество способов хранения информации на внешних (относительно мозга человека) носителях и ее передачи на огромные расстояния. Информация может быть представлена в самых различных видах:

• текст, рисунки, чертежи, фотографии;
• световые или звуковые сигналы;
• радиоволны;
• электрические и нервные импульсы;
• магнитные записи; жесты и мимика;
• запахи и вкусовые ощущения;
• хромосомы, через которые передаются по наследству признаки и свойства организмов, и т.д.

Существуют следующие виды информации:

1. По форме представления:
2. Графическая;
3. Звуковая;
4. Числовая;
5. Текстовая;
6. Визуальная;
7. Комбинированная.
8. По способам восприятия:
9. Аудиальная;
10. Обонятельная;
11. Тактильная;
12. Вкусовая.
13. По типу сигнала:
14. Аналоговая (непрерывная);
15. Знаковая (дискретная).

По форме представления информация может быть различной. Текстовую информацию (которая представлена в виде алфавита) мы воспринимаем путём чтения книг, статей, газет. Одновременно мы получаем и символьные сведения, состоящие из цифр. Глядя на различные изображения, чертежи и графики мы воспринимаем графический вид информации.

Информация может быть воспринята по-разному с помощью органов чувств. Так, например, визуальная информация воспринимается при помощи зрения, аудиальная - при помощи слуха, тактильная - ощущений, обонятельная - запаха, а данные о вкусе даёт нам язык. Люди воспринимают информацию по-разному. Кто-то больше запоминает, если что-то увидел, а третий - если что-то услышал.

В информатике различают знаковую (дискретную) и аналоговую (непрерывную) информацию. Знаковая информация может передаваться, обрабатываться и храниться в виде огромного количества самых различных символов. Её можно содержать в рукописных и печатных документах, она способна отразить состояние различных цифровых автоматов и т.п. Непрерывная информация - полная противоположность дискретно. Она представлена в звуковых, зрительных и др. образах. Также её можно наблюдать в непрерывных траекториях процессов (например, на кардиограмме).

---

Существуют виды информации, для которых до сих пор не изобрели способов их кодирования и хранения. Таковыми являются, например, тактильная информация (передаётся ощущениями), органолептическая (передаётся запахами и вкусами) и др. Также есть и такие виды информации, для которых современная наука не нашла признанных всеми терминов.

• 1. 2.1 Свойства информации

Как любой объект, информация наделена некоторыми свойствами. На свойства информации влияют как свойства данных, составляющих её содержательную часть, так и свойства методов, фиксирующих эту информацию. В этом является отличительная особенность информации от других объектов природы и общества.

С точки зрения информатики, наиболее важными представляются следующие общие качественные свойства информации:

1. Объективность информации. Информация является объективной, если она не зависит от методов её фиксации, чего-либо мнения или суждения, ведь информация - это отражение внешнего объективного мира. Например, сообщение "На улице холодно" несёт субъективную информацию, а сообщение "На улице минус 15 градусов" - объективную. Разумеется, с некой погрешностью средства измерения. Объективную информацию можно получить с помощью исправных датчиков, измерительных приборов. Отражаясь в сознании конкретного человека, информация перестает быть объективной, так как, преобразовывается (в большей или меньшей степени) в зависимости от мнения, суждения, опыта, знаний конкретного субъекта.
2. Достоверность информации. Информация является достоверной, если отражает истинное положение дел. Недостоверная информация может привести к неверному пониманию ситуации и, как следствие, принятию неправильного решения. Достоверная информация строится на фактах, объективных сведениях. Полнота и достоверность информации взаимосвязаны между собой. Достоверная информация помогает принять нам правильное решение. Недостоверной информация может быть по следующим причинам:

• целенаправленное искажение (дезинформация) или непреднамеренное искажение субъективного свойства;
• искажение в результате воздействия помех («испорченный телефон») или недостаточно точных средств ее фиксации.

1. Полнота информации. Информацию можно назвать полной, если она содержит в себе минимальный, но достаточный набор данных, позволяющий принять правильное решение. Данный показатель является весьма относительным, т.к. оценивается по тому, насколько данная информация может помочь при решении той или иной проблемы. Если информации достаточно для принятия правильного решения, то она является полной.
2. Точность информации. Данный показатель определяется степенью близости информации к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т.п.
3. Актуальность информации – это степень соответствия полученной информации данному времени, вовремя полученная информация. Например, опять возьмём тот же прогноз погоды. На завтра или на будущую неделю он будет актуален для нас, так как поможет подобрать подходящую одежду, возможно, скорректировать свои планы. В то же время прогноз вчерашний или недельной давности для нас неактуален, так как не несет никакой ценности, так как эта информация получена несвоевременно, не соответствует интересующему нас времени. Но следует помнить и о том, что, в зависимости от целей, неактуальная для одних людей информация может быть актуальна для других. Так, при раскрытии преступления в некоторых ситуациях состояние погоды в день кражи или убийства может иметь ключевое значение.
4. Полезность информации. Полезность той или иной информации может быть оценена относительно других нужд её потребителей и оценивается по тем задачам, которые можно решить с её помощью.

---