Компьютерный обучающий курс «Качественные и количественные характеристики информации. Этапы информатизации общества»
Содержание Все о информации Все о информации Все о информации Все о информации Человек и информация Человек и информация Человек и информация Человек и информация Информация Информация Информация Измерение информации Измерение информации Измерение информации Измерение информации Восприятие человеком информации Восприятие человеком информации Восприятие человеком информации Восприятие человеком информации Языки и информация Языки и информация Языки и информация Языки и информация Технические системы передачи информации Технические системы передачи информации Технические системы передачи информации Технические системы передачи информации Содержательный подход к измерению информации Содержательный подход к измерению информации Содержательный подход к измерению информации Содержательный подход к измерению информации Метод двоичного поиска Метод двоичного поиска Метод двоичного поиска Метод двоичного поиска Вычисление количества информации Вычисление количества информации Вычисление количества информации Вычисление количества информации Алфавитный подход к измерению информации Алфавитный подход к измерению информации Алфавитный подход к измерению информации Алфавитный подход к измерению информации Таблица решения уравнения 2 i=N Таблица решения уравнения 2 i=N Таблица решения уравнения 2 i=N Таблица решения уравнения 2 i=N Единицы информации Единицы информации Единицы информации Единицы информации Вероятность и информация Вероятность и информация Вероятность и информация Вероятность и информация Свойства информации: Свойства информации: Свойства информации: Свойства информации: Объективность и субъективность Объективность и субъективность Объективность и субъективность Объективность и субъективность Полнота Полнота Полнота Достоверность Достоверность Достоверность Адекватность Адекватность Адекватность Доступность Доступность Доступность Актуальность Актуальность Актуальность Информационные процессы Информационные процессы Информационные процессы Информационные процессы Этапы информатизации общества Этапы информатизации общества Этапы информатизации общества Этапы информатизации общества
Информация Человек и информация Измерение информации Восприятие информации человеком Языки и информация Технические системы передачи информации Содержательный подход к измерению информации Алфавитный подход к измерению информации Единицы информации Вероятность и информация Таблица решений уравнения 2 i =N Вычисление количества информации Метод двоичного поиска
Человек и информация. Знания Декларативные «Я знаю, что…» Процедурные «Я знаю, как…» Базовые составляющие информационных процессов Помехи, шум Обработка Оперирование информацией по определенным правилам Логические рассуждения Вычисления Кодирование Структурирование Поиск Хранение В памяти На внешних человека. носителях. Внутренняя Внешняя память: «память» Мозг как Книги, маг- носитель нитные и информации. прочее. Передача Источник информации Канал связи Приемник информации
Информация – (лат. informatio, сведения, разъяснения, изложение). 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: информацией называют любые данные, сведения, знания, которые кого-либо интересуют. Например, сообщение о каких- либо событиях, о чьей-либо деятельности и т.п.; в быту информацией называют любые данные, сведения, знания, которые кого-либо интересуют. Например, сообщение о каких- либо событиях, о чьей-либо деятельности и т.п.; в технике под информацией понимают 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; информации под информацией понимают сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся степень неопределенности, неполноты знаний о них. в теории информации под информацией понимают сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся степень неопределенности, неполноты знаний о них.
Измерение информации. Информация Подходы к измерению информации По отношению к человеку По отношению к техническим устройствам Знания Последовательность символов, сигналов Содержательный (вероятностный) Алфавитный Через неопределённость знаний с учетом вероятности событий Через количество символов с учетом информационного веса символов
Восприятие информации человеком Окружающий мир ЗрениеВкусОбоняниеОсязаниеСлух Мозг человека (память)
Языки и информация Язык – символьная система представления и обмена информацией Естественные русский английский китайский и др. Формальные языки язык математики язык музыки (нотная грамота) язык химии и др. Устная форма (речь) Письменная форма (письменность) Языки, используемые в информатике языки программирования языки описания данных языки представления знаний командные языки операционных систем и др.
Технические системы передачи информации Искажения и потери(помехи, шум) Источник информации КДУ кодирующее устройство Канал связи ДКДУ декодирующее устройство Приёмник информации Защита от помех Кодирование- Кодирование-преобразование информации в форму, пригодную для передачи её по каналу связи Декодирование Декодирование-преобразование информации в форму, пригодную для её получения Канал связи Канал связи – это технические средства, используемые человеком для передачи информации на значительные расстояния Примеры каналов связи: телефонная сеть, каналы теле- и радиосвязи, компьютерные сети и т.д.
Содержательный подход к измерению информации Информативность сообщений Новизна Сообщение информативно для конкретного человека, если оно пополняет его знанияПонятность Информация превращается в знания, если есть логическая связь новых сведений с имеющимися знаниями Сообщение несет информацию для человека, если заключенные в нем сведения новыми и понятными являются для него новыми и понятными Сообщение, уменьшающее неопределенность знаний в 2 раза несет 1 бит информации
Метод двоичного поиска. Игра, использующая метод двоичного поиска. Требуется угадать задуманное число из данного диапазона целых чисел. Игрок, отгадывающий число, задаёт вопросы, на которые можно ответить только «да» или «нет». Если каждый ответ отсекает половину вариантов(уменьшает выбор в 2 раза), то он несёт 1 бит информации. Тогда общее количество информации(в битах), полученной при угадывании числа, равно количеству заданных вопросов. Пример: требуется угадать задуманное число из диапазона от 1 до 8 1.Число меньше 5? нет 1 бит Число меньше 7? да 1 бит Это число 5? нет 1 бит возможных вариантов – 3 вопроса – 3 бита информации.
Вычисление количества информации. 2 i =N N где N - количество равновероятных событий i i – количество информации в сообщении о том, что произошло одно из N равновероятных событий Задача 1. При угадывании целого числа в диапазоне от 1 до N было получено 6 бит информации. Чему равно N? Решение: значение N определяется из формулы N=2 i. После подстановки i=6, получаем N=2 6 =64 Задача 2. В корзине лежат 16 шаров разного цвета. Сколько информации несет сообщение о том, что из корзины достали красный шар? Решение: вытаскивание любого из 16 шаров – события равновероятные. Поэтому для решения задачи применима формула 2 i =N. Здесь N=16 – число шаров. Решая уравнение 2 i =16 получаем ответ : i=4 бита.
Алфавитный подход к измерению информации Количество символов в алфавите(его размер) мощностью алфавита (N) называется мощностью алфавита (N) 2 i =N Если считать, что все символы в тексте появляются с одинаковой частотой i Количество информации в одном символе (информационный вес), I=K*i Количество информации в символьном сообщении (К – число символов) Если N=256=2 8, то «информационный вес» одного символа I = 8 бит =1 байт
Таблица решения уравнения 2 i =N NiNiNiNi
Единицы информации. Один символ компьютерного алфавита – 8бит = 1байт 1 килобайт = 1 Кб = 2 10 байт = 1024 байта 1 мегабайт = 1 Мб = 2 10 Кб = 1024 Кб ( байт) 1 гигабайт = 1 Гб = 2 10 Мб = 1024 Мб ( Кб) Скорость передачи информации ( информационного потока) – это количество информации, передаваемое за единицу времени (бит/с, байт/с, …)
Вероятность и информация Подсчет информации в сообщениях о неравновероятных событиях. Условие задачи: За прошедший год ученик получил 100 оценок 60 пятерок 25 четверок 10 троек 5 двоек Определить количество информации в сообщениях о получении каждой из оценок. Количество информации в сообщении о некотором событии зависит от вероятности этого события: если вероятность уменьшается, количество информации увеличивается. Расчет вероятности оценок Р 5 = 60/100 = 0.6 = 60% Р 4 = 25/100 = 0.25 = 25% Р 3 = 10/100 = 0.1 = 10% Р 2 = 5/100 = 0.05 = 5% 2 i = 1/Рi=log 2 (1/P) i 5 =log 2 (1/0.6) = бит i 4 =log 2 (1/0.25) = 2 бита i 3 =log 2 (1/0.1) = бита i 2 =log 2 (1/0.05) = бита
Свойства информации 1. Объективность и субъективность Объективность и субъективность Объективность и субъективность 2. Полнота Полнота 3. Достоверность Достоверность 4. Адекватность Адекватность 5. Доступность Доступность 6. Актуальность Актуальность
Объективность и субъективность информации: Понятие объективности информации является относительным, т. к. методы являются субъективными. В ходе информационного процесса степень объективности информации всегда понижается.
Полнота информации: Характеризует качество информации и определяет достаточность данных для принятия решений или для создания новых данных, на основе имеющихся. Пример: Вы прочитали в газете такое сообщение: "Будет дождь". Это неполная информация, т. к. не сказано, когда именно будет дождь. "Завтра после полудня будет дождь" - полная информация.
Достоверность информации: При регистрации сигналов могут появляться не только "полезные" сигналы, но и посторонние сигналы - информационный шум. Если полезный сигнал зарегистрирован более чётко, чем посторонние сигналы, достоверность информации будет более высокой. Чем выше информационный шум, тем ниже достоверность информации. Пример: "Волга впадает в Черное море" - недостоверная информация. "Волга впадает в Каспийское море" - достоверная информация.
Адекватность информации: Это степень соответствия реальному объективному состоянию тела. Неадекватная информация может образоваться при создании новой информации на основе неполных или недостоверных данных. Достоверные данные + неадекватные методы = неадекватная информация
Доступность информации: Мера возможности получить ту или иную информацию. На степень доступности информации влияют одновременно как доступность данных, так и доступность адекватных методов.
Актуальность информации: Это степень соответствия информации текущему моменту времени. Достоверная и адекватная устаревшая информация - неактуальна. Пример: "На прошлой неделе в это время в Ярославле шёл дождь" - эта информация для нас не актуальна, т. к. она является устаревшей. "Завтра в Лондоне будет дождь" - это может быть новая, достоверная и полная информация, но для нас она не актуальна, т.к. мы не поедем в Лондон и нам не интересно, какая там погода. "Скоро улицы нашего города будут затоплены" - такая информация является для нас актуальной.
Информационные процессы Информационный процесс - совокупность последовательных действий (операций), производимых над информацией (в виде данных, сведений, фактов, идей, гипотез, теорий и пр.) для получения какого - либо результата (достижения цели).
Этапы информатизации общества. В истории развития цивилизации произошло несколько информационных революций преобразований общественных отношений из-за кардинальных изменений в сфере обработки информации. Следствием подобных преобразований являлось приобретение человеческим обществом нового качества. Можно выделить четыре основные революции. В истории развития цивилизации произошло несколько информационных революций преобразований общественных отношений из-за кардинальных изменений в сфере обработки информации. Следствием подобных преобразований являлось приобретение человеческим обществом нового качества. Можно выделить четыре основные революции. Первая Первая Вторая (середина XVI века) Вторая (середина XVI века) Третья (конец XIX века) Третья (конец XIX века) Четвертая (70-е гг. XX века) Четвертая (70-е гг. XX века)
Первый этап связан с изобретением письменности, что привело к гигантскому качественному и количественному скачку. Появилась возможность передачи знаний от поколения к поколениям. связан с изобретением письменности, что привело к гигантскому качественному и количественному скачку. Появилась возможность передачи знаний от поколения к поколениям.
Второй этап вызван изобретением книгопечатания, которое радикально изменило индустриальное общество, культуру, организацию деятельности.
Третий этап обусловлен изобретением электричества, благодаря которому появились телеграф, телефон, радио, позволяющие оперативно передавать и накапливать информацию в любом объеме.
Четвертый этап связан с изобретением микропроцессорной технологии и появлением персонального компьютера. На микропроцессорах и интегральных схемах создаются компьютеры, компьютерные сети, системы передачи данных (информационные коммуникации). Этот период характеризуют три фундаментальные инновации: связан с изобретением микропроцессорной технологии и появлением персонального компьютера. На микропроцессорах и интегральных схемах создаются компьютеры, компьютерные сети, системы передачи данных (информационные коммуникации). Этот период характеризуют три фундаментальные инновации: переход от механических и электрических средств преобразования информации к электронным; переход от механических и электрических средств преобразования информации к электронным; миниатюризация всех узлов, устройств, приборов, машин; миниатюризация всех узлов, устройств, приборов, машин; создание программно-управляемых устройств и процессов. создание программно-управляемых устройств и процессов.