Презентация к уроку "Измерение информации".

• 1 слайд

  Основные подходы к определению понятия «информация».
  Ст. преподаватель кафедры ООД, Белгородского ГАУ
  Збинякова Мария Викторовна
  

• 2 слайд

  Основные подходы к определению понятия «информация»
  Информатика как самостоятельная отрасль научного знания и область практической деятельности появилась во второй половине ХХ в.
  
  Ее истоками можно считать:
  – теорию информации, тесно связанную с теорией связи в технических системах (телефон, телеграф, радиосвязь), в частности, математическую теорию связи (Клод Шеннон, 1948 г.);
  – кибернетику, исследующую общие законы управления в системах различной природы, основы которой заложил Ноберт Винер (1948 г.);
  – теорию автоматов, основы которой заложил Джон фон Нейман (1946 г.);
  – теорию алгоритмов (Н. Вирт, Э. Дейкстра, А.П. Ершов, Д. Кнут и др.).
  
  

• 3 слайд

  Термин «информатика» возник в начале 60-х годов ХХ века во Франции для выделения области знаний, связанной с автоматизированной обработкой информации с помощью электронно-вычислительных машин. Informatique происходит от французских слов information (информация) и automatique (автоматика) и дословно означает «информационная автоматика».
  Широко распространен также англоязычный вариант этого термина –«Сomputer science», что означает буквально «компьютерная наука».
  
  

• 4 слайд

  
  Информатика – это основанная на использовании компьютерной техники дисциплина, изучающая структуру и общие свойства информации, а также закономерности и методы ее создания, хранения, поиска, преобразования, передачи и применения в различных сферах человеческой деятельности.
  
  

• 5 слайд

  Таким образом, информатика базируется на компьютерной технике и немыслима без нее.
  Информатика – комплексная научная дисциплина с широчайшим диапазоном применения.
  Ее приоритетные направления:
  разработка вычислительных систем и программного обеспечения;
  теория информации, изучающая процессы, связанные с передачей,
  приемом, преобразованием и хранением информации;
  математическое моделирование, методы вычислительной и прикладной математики и их применение к фундаментальным и прикладным исследованиям в различных областях знаний;
  методы искусственного интеллекта, моделирующие методы логического и аналитического мышления в интеллектуальной деятельности человека (логический вывод, обучение, понимание речи, визуальное восприятие, игры и др.);
  системный анализ, изучающий методологические средства, используемые для подготовки и обоснования решений по сложным проблемам различного характера;
  биоинформатика, изучающая информационные процессы в биологических системах;
  социальная информатика, изучающая процессы информатизации общества;
  методы машинной графики, анимации, средства мультимедиа;
  телекоммуникационные системы и сети, в том числе, глобальные компьютерные сети, объединяющие все человечество в единое информационное сообщество;
  разнообразные приложения, охватывающие производство, науку, образование, медицину, торговлю, сельское хозяйство и все другие виды хозяйственной и общественной деятельности.
  
  

• 6 слайд

  В информатике можно выделить три неразрывно и существенно связанные части – технические, программные и алгоритмические средства.
  Технические средства, или аппаратура компьютеров, в английском языке обозначаются словом Hardware, которое буквально переводится как «твердые изделия».
  Для обозначения программных средств, под которыми понимается совокупность всех программ, используемых компьютерами, и область деятельности по их созданию и применению, используется слово Software (буквально – «мягкие изделия»), которое подчеркивает равнозначность самой машины и программного обеспечения, а также способность программного обеспечения модифицироваться, приспосабливаться и развиваться.
  Программированию задачи всегда предшествует разработка способа ее решения в виде последовательности действий, ведущих от исходных данных к искомому результату, иными словами, разработка алгоритма решения задачи. Для обозначения части информатики, связанной с разработкой алгоритмов и изучением методов и приемов их построения, применяют термин Brainware (англ. brain – интеллект).
  
  
  
  
  

• 7 слайд

  Информатику можно рассматривать как науку, как технологию и как индустрию.
  
  Информатика как наука объединяет группу дисциплин, занимающихся изучением различных аспектов свойств информации в информационных процессах, а также применением алгоритмических, математических и программных средств для ее обработки с помощью компьютеров.
  
  
  

• 8 слайд

  Информатика как технология включает в себя систему процедур компьютерного преобразования информации с целью ее формирования, хранения, обработки, распространения и использования. Основными чертами современной (новой) информационной технологии являются:
  дружественный программный и аппаратный интерфейс;
  интерактивный (диалоговый) режим решения задач;
  сквозная информационная поддержка всех этапов решения задачи на основе интегрированной базы данных;
  возможность коллективного решения задач на основе информационных сетей и систем телекоммуникаций;
  безбумажная технология, при которой основным носителем информации является не бумажный, а электронный документ.
  
  

• 9 слайд

  Информатика как индустрия – это инфраструктурная отрасль народного хозяйства, обеспечивающая все другие отрасли необходимыми информационными ресурсами. Индустрия информатики включает в себя предприятия, производящие вычислительную технику и ее элементы; вычислительные центры различного типа и назначения (индивидуальные, кустовые, коллективного пользования и др.); предприятия, осуществляющие производство программных средств и проектирование информационных систем; организации, накапливающие, распространяющие и обслуживающие фонды алгоритмов и программ; станции технического обслуживания вычислительной техники.
  

• 10 слайд

  Информатика и
  информационные процессы
  
  "Информатика – комплекс научных направлений и наукоемких технологий, объединенных общим методом исследования – информационным подходом и общим предметом исследования – информационными процессами".
  
  

• 11 слайд

  Таким образом, основными объектами изучения в информатике являются:
  – информационные объекты (тексты, совокупности данных, алгоритмы и т.п.), т.е. информация, зафиксированная на каком-либо носителе;
  – информационные ресурсы общества как совокупность созданных человечеством информационных объектов;
  – информационные процессы (поиск, отбор, хранение, передача, обработка, хранение, кодирование, защита);
  – информационные модели (в частности, структуры данных, алгоритмы, программы);
  – информационные технологии, как совокупность методов, способов, протоколов реализации информационных процессов;
  – информационные системы, как совокупность информационных ресурсов вместе с допустимыми для них информационными процессами, реализуемыми с помощью информационных технологий;
  – компьютер и компьютерные системы как универсальные средства автоматизации информационных процессов.
  

• 12 слайд

  Основными методами исследования в информатике являются:
  –системно-информационный анализ как конкретизация системного подхода;
  –информационное моделирование как конкретизация общенаучного метода моделирования;
  –компьютерный эксперимент как разновидность свойственного всем наукам вычислительного эксперимента.
  
  

• 13 слайд

  Понятие информации.
  Формы представления информации.
  
  Термин «информация» происходит от латинского слова «informatio», что означает сведения, разъяснения, изложение. Несмотря на широкое распространение этого термина, понятие информации является одним из самых дискуссионных в науке. В настоящее время наука пытается найти общие свойства и закономерности, присущие многогранному понятию информация, но пока это понятие во многом остается интуитивным и получает различные смысловые наполнения в различных отраслях человеческой деятельности:
  в обиходе информацией называют любые данные или сведения, которые кого-либо интересуют. Например, сообщение о каких-либо событиях, о чьей-либо деятельности и т.п. «Информировать» в этом смысле означает «сообщить нечто, неизвестное раньше»;
  в технике под информацией понимают сообщения, передаваемые в форме знаков или сигналов;
  в кибернетике под информацией понимает ту часть знаний, которая используется для ориентирования, активного действия, управления, т.е. в целях сохранения, совершенствования, развития системы.
  
  
  

• 14 слайд

  Люди обмениваются информацией в форме сообщений.
  
  Сообщение – это форма представления информации в виде речи, текстов, жестов, взглядов, изображений, цифровых данных, графиков, таблиц и т.п.
  Информация есть характеристика не сообщения, а соотношения между сообщением и его потребителем. Без наличия потребителя, хотя бы потенциального, говорить об информации бессмысленно.
  
  

• 15 слайд

  
  
  Предметы, процессы, явления материального или нематериального свойства, рассматриваемые с точки зрения их информационных свойств, называются информационными объектами.
  
  

• 16 слайд

  В процессе обработки информация может менять структуру и форму. Признаком структуры являются элементы информации и их взаимосвязь. Формы представления информации могут быть различны.
  Основными из них являются:
  символьная (основана на использовании различных символов);
  текстовая (текст – это символы, расположенные в определенном порядке);
  графическая (различные виды изображений);
  световых или звуковых сигналов;
  радиоволн;
  электрических и нервных импульсов;
  магнитных записей;
  жестов и мимики;
  запахов и вкусовых ощущений;
  хромосом, посредством которых передаются по наследству признаки и свойства организмов и т.д.
  

• 17 слайд

  Данными называется информация, представленная в удобном для обработки виде. Данные могут быть представлены в виде текста, графики, аудио-визуального ряда. Представление данных называется языком информатики, представляющим собой совокупность символов, соглашений и правил, используемых для общения, отображения, передачи информации в электронном виде.
  Энтропия – это мера неопределённости наших знаний об объекте или явлении. Энтропию иногда называют антиинформацией. Например: если мы интересуемся сведениями о полностью засекреченном объекте или явлении, или получили зашифрованное сообщение, а ключа к расшифровке не знаем, то для нас информация о нём равна нулю, а энтропия – максимальна.
  Знания – это осознанные и запомненные людьми свойства предметов, явлений и связей между ними, а также способов выполнения тех или иных действий для достижения нужных результатов.
  Сигнал (сообщение) – информационный поток, который в процессе передачи информации поступает к приёмнику.
  
  
  
  

• 18 слайд

  Основные свойства информации
  С учетом этих факторов к основным свойствам информации относятся:
  полнота – достаточность набора данных для понимания информации и принятия правильных решений или для создания новых данных на еѐ основе. О полноте информации можно говорить, если какая-либо дополнительная информация об объекте будет уже избыточна;
  репрезентативность – имеющаяся информация и способ еѐ представления позволяет сформировать адекватное отражение свойств объекта. Непременным условием репрезентативности информации является поступление похожей информации из разных источников. Конечно полного совпадения информации, поступившей из разных источников, никогда не будет. Однако самые важные характеристики объекта весь объём поступившей информации будет отражать правильно;
  адекватность (достоверность) – степень соответствия реальному состоянию дел;
  актуальность – степень соответствия текущему моменту времени;
  доступность (понятность) –возможности получить нужную информацию и способ ее представления должен быть понятен еѐ получателю;
  ценность – степень важности для решения текущей задачи или дальнейшего применения в каких-либо видах деятельности человека.
  

• 19 слайд

  Классификация информации
  По форме представления:
  
  - дискретная информация: характеризуется прерывистой, изменяющейся величиной, например, количество дорожнотранспортных происшествий, количество символов в том или ином алфавите, количество занятых байт в памяти компьютера и т. п. Сигнал, переносящий информацию, представляется последовательностью символов алфавита, принятого в данной предметной области;
  - аналоговая информация: (непрерывная) представляется сигналом, измеряемый параметр которого может принимать любые промежуточные значения в определенных пределах. Например, температура тела человека, скорость автомобиля на определенном участке пути, воспроизведение звука на виниловой пластинке, так как звуковая дорожка на ней изменяет свою форму непрерывно, плавные переходы цветов на живописном полотне и т. п. Аналоговую информацию можно преобразовать в дискретную с некоторой потерей промежуточных значений. Для цифровой техники наиболее удобна дискретная форма представления информации.
  

• 20 слайд

  2. По области возникновения выделяют информацию:
  
  механическую, которая отражает процессы и явления неодушевленной природы;
  биологическую, которая отражает процессы животного и растительного мира;
  социальную, которая отражает процессы человеческого общества.
  
  3. По способу передачи и восприятия различают следующие виды информации: визуальную, передаваемую видимыми образами и символами; аудиальную, передаваемую звуками; тактильную, передаваемую ощущениями прикосновений; органолептическую, передаваемую запахами и вкусами; машинную, выдаваемую и воспринимаемую средствами вычислительной техники.
  
  

• 21 слайд

  4. Информацию, создаваемую и используемую человеком, по общественному назначению можно разбить на три вида: личную, предназначенную для конкретного человека; массовую, предназначенную для любого желающего ею пользоваться (общественно-политическая, научно-популярная и т.д.); специальную, предназначенную для использования узким кругом лиц, занимающихся решением сложных специальных задач в области науки, техники, экономики.
  
  5. По способам кодирования выделяют следующие типы информации:
  символьную,
  текстовую,
  графическую.
  
  

• 22 слайд

  Измерение информации
  I ПОДХОД. Неизмеряемость информации в быту
  
  II ПОДХОД. Технический или объемный.
  
  III ПОДХОД. Вероятностный.
  
  

• 23 слайд

  Количество информации как мера уменьшения неопределенности знаний
  Клод Шеннон предложил в 1948 году формулу для определения количества информации, которую мы получаем после получения одного из N возможных сообщений:
  I = – (p1log2p1+ p2log2p2+… pilog2pi+…+ pNlog2pN)
  Здесь pi – вероятность того, что будет получено именно i-е сообщение. Если все сообщения равновероятны, то все pi=1/N,
  и из этой формулы получается
  
  формула Хартли: I = log2N
  

• 24 слайд

  Из формулы Хартли следует: если I=1, то N=2, то есть в качестве единицы измерения информации можно взять тот объём информации, который мы получаем при принятии сигнала о том, что же произошло в ситуации с двумя возможными исходами. Такая единица названа битом. Наряду с единицей бит иногда используют в качестве единиц информации количества, взятые по логарифмам с другими основаниями: дит – по десятичному логарифму (за единицу информации выбирается количество информации, необходимой для различения десяти равновероятных сообщений), нат – по натуральному основанию.
  
  
  Решив это уравнение относительно N, получим при равновероятных исходах:
  
  I = log2N
  
  N = 2I
  
  

• 25 слайд

  Алфавитный подход к определению количества информации
  При алфавитном подходе к определению количества информации отвлекаются от содержания информации и рассматривают информационное сообщение как последовательность знаков определенной знаковой системы.
  

• 26 слайд

  Единицы измерения информации
  1 Килобайт (Кбайт) = 210 байт = 1024 байт;
  1 Мегабайт (Мбайт) = 210 Кбайт = 1024 Кбайт=1 048 576 байт;
  1 Гигабайт (Гбайт) = 210 Мбайт = 1024 Мбайт = 1 073 741 824 байт;
  1 Терабайт (Тбайт)= 210 Гбайт = 1024 Гбайт 240 байт;
  1 Петабайт (Пбайт) = 210 Тбайт = 1024 Тбайт 250 байт