Під інформацією, в широкому розумінні цього слова, мають на увазі нові відомості про навколишній світ. Ці відомості людина одержує внаслідок своєї взаємодії. - презентация

1

2 Під інформацією, в широкому розумінні цього слова, мають на увазі нові відомості про навколишній світ. Ці відомості людина одержує внаслідок своєї взаємодії з цим світом. В той же час, Комітет по науковій термінології дає таке визначення інформації: Інформація - це відомості, які є обєктом зберігання, передачі та перетворення. При цьому інформацію зв'язують зі здатністю людини вивчати зовнішній світ через його відображення за допомогою інформаційних процесів. Ці процеси встановлюють зв'язки між об'єктами вивчення (об'єкти живої та неживої природи), що є джерелом інформації, та людиною, що є одержувачем цієї інформації. Серед різних видів інформації виділяють два основних види - це біологічна та соціальна інформація [1]. Під біологічною інформацією розуміють таку інформацію, яка описує функціонування окремо взятого біологічного організму. До різновидностей біологічної інформації відносять генетичну інформацію, яка забезпечує збереження того чи іншого виду живого організму. Соціальна інформація нероздільно зв'язана з практичною діяльністю людини, а тому може бути розділена по видах цієї діяльності. Так розрізняють політичну, економічну, технічну, технологічну та інші види інформації. Можлива також класифікація соціальної інформації шляхом її розподілу на масову інформацію і інформацію спеціального призначення. Масова інформація адресована усім членам суспільства, незалежно від їхніх занять. В той же час інформація спеціального призначення адресована тільки певним групам людей (вченим, інженерам, економістам, вчителям, робітникам тощо). В подальшому ми будемо орієнтуватися на спеціальні види інформації. Необхідно також відрізняти поняття "інформація" та "повідомлення". Повідомлення являє собою певну обмежену в часі форму передачі інформації. Так, наприклад, при передачі інформації по телеграфному каналу, ця інформація приймає форму тексту телеграми. Таким чином, текст телеграми - це повідомлення. Для передачі повідомлення по телеграфному (або іншому) каналу, це повідомлення повинно бути перетворено в певний тип сигналу. При цьому під сигналом слід розуміти фізичну величину, зміна параметрів якої відображує суть інформаційного повідомлення, що передається. В якості такої фізичної величини, яка являє собою матеріальний носій інформації використовуються електричні, електромагнітні, світлові, механічні звукові та інші величини, частіше всього коливання у вигляді хвиль. Зміна параметрів таких хвильових коливань під дією характеристик повідомлення і утворює сигнал певного роду, який переносить інформацію повідомлення.

3 Сигна́л зміна фізичної величини (наприклад, температури, тиску повітря, світлового потоку, сили струму тощо), що використовується для пересилання даних. Саме завдяки цій зміні сигнал може нести в собі якусь інформаціюфізичної величинитемпературитискусвітлового потокусили струмуданих Класифікація: За фізичною природою носія інформації: механічний сигнал сигнал у вигляді механічного діяння твердого тіла, у якого дієвою величиною є сила, момент сили або переміщення;силамомент силипереміщення електричний сигнал сигнал у вигляді електричного діяння, дієвою величиною якого є сила струму або напруга;сила струмунапруга радіосигнал сигнал у вигляді діяння електромагнітного випромінювання, дієвою величиною якого є напруженість електричного поля або магнітного поля;напруженість електричного полямагнітного поля оптичний сигнал сигнал у вигляді діяння оптичного випромінювання, дієвою величиною якого є потік випромінювання;потік випромінювання акустичний сигнал сигнал у вигляді діяння звуку, дієвою величиною якого є звуковий тиск;звуковий тиск гідравлічний (пневматичний) сигнал сигнал у вигляді механічного діяння рідини (газу), дієвою величиною якого є тиск.тиск сигналом.

4 За способом задання сигналу: регулярні (детерміновані), задані аналітичною функцією;аналітичною функцією нерегулярні (випадкові), які приймають довільні значення в будь-який момент часу. Для опису таких сигналів використовуються засоби теорії ймовірності;теорії ймовірності Залежно від функції, що описує параметри сигналу, виділяють аналогові, дискретні, квантовані та цифрові сигнали.: неперервні (аналогові)неперервні (аналогові), що описуються неперервною функцією;неперервною функцією дискретнідискретні, що описуються функцією відліків, взятих в певні моменти часу; квантовані за рівнем; дискретні сигнали, квантовані за рівнем (цифрові).цифрові Аналоговий сигнал (АС) Більшість сигналів мають аналогову природу, тобто змінюються неперервно в часі і можуть набувати будь-який значень на певному інтервалі. Аналогові сигнали описуються деякою математичною функцією часу. Приклад АС гармонічний сигнал s(t) = A·cos(ω·t + φ). Дискретний сигнал Дискретизація аналогового сигналу полягає в тому, що сигнал подається у вигляді послідовності значень, взятих в дискретні моменти часу. Ці значення називаються відліками.. Δt називається інтервалом дискретизації.дискретні Квантований сигнал При квантуванні вся область значень сигналу розбивається на рівні. Відстань між цими рівнями називається кроком квантування Δ. Число цих рівнів рівне N (від 0 до N-1). Кожному рівню присвоюється деяке число. Відліки сигналу порівнюються з рівнями квантування і в якості сигналу вибирається число, що відповідає певному рівню квантування. Цифровий сигнал Для того щоб представити аналоговий сигнал послідовністю чисел скінченної розрядності, його потрібно спочатку перетворити в дискретний сигнал, а потім квантувати. В результаті сигнал буде представлений таки чином, що на кожному заданому часовому проміжку відоме приблизне (квантоване) значення сигналу, яке можна записати цілим числом. Якщо записати ці цілі числа у двійковій системі, отримається послідовність нулів і одиниць, яка і буде цифровим сигналом.квантуватицілим числомдвійковій системі

5 Модуляція (лат. modulatio розміреність, ритмічність) процес зміни одного або декількох параметрів високочастотного несного коливання за законом низькочастотного інформаційного сигналу (повідомлення).лат. Модуляція сигналу використовується для збільшення відстані передачі сигналу різними засобами передавання, підвищення завадозахищеності сигналу, нарощування пропускної спроможності каналів зв'язку.

6 Види сигналів[ред. ред. код]ред.ред. код Аналоговий сигналАналоговий сигнал сигнал, інформаційний параметр якого змінюється безперервно. Анізохронний сигнал сигнал, у якого інтервали часу між сусідніми значущими моментами не обов'язково рівні чи кратні одиничному інтервалу. Вхідний сигналВхідний сигнал сигнал, що надходить на вхід системи, пристрою чи елемента. Двійковий сигнал сигнал, параметри якого можуть приймати тільки одне з двох можливих значень. Дискретний сигнал сигнал, інформативний параметр якого може змінюватися тільки переривчасто та мати тільки скінченну кількість значень у заданому діапазоні протягом певного інтервалу часу. Ізохронний сигнал сигнал, у якого інтервали часу між сусідніми значущими моментами рівні чи кратні одиничному інтервалу. КодовийКодовий сигнал дискретний сигнал, інформативний параметр якого визначений в умовних символах відповідно до певного коду.коду МодульованийМодульований сигнал сигнал, що є результатом взаємодії двох або більше сигналів, які модулюються та модулюють. Модулювальний сигнал сигнал, що використовується для зміни якого-небудь параметра сигналу, що модулюється, в залежності від виду модуляції. Приведений сигналПриведений сигнал сигнал, перетворений в один із стандартизованих видів. Сигнал керуванняСигнал керування сигнал, передбачений для впливу на об'єкт керування з метою виконання вказівки, яка є в команді. Сигнали регулювальникаСигнали регулювальника (дорожній рух) положення його корпуса, а також жести руками, в тому числі з жезлом або диском з червоним світлоповертачем.дорожній рухжестижезлом Сигнал лихаСигнал лиха сигнал або комбінація сигналів, які вказують, що передавач (судно, літак, особа, група осіб) терпить лихо і потребує допомоги.передавачсуднолітакособагрупалиходопомоги Сигнал синхронізаціїСигнал синхронізації періодичний сигнал для тимчасового узгодження всіх синхронних операцій. Сигнал стимуляціїСигнал стимуляції сигнал, який подають на вхід об'єкта з метою отримання інформації про його технічний стан. Цифровий сигналЦифровий сигнал дискретний сигнал з певним значенням інформативного параметра, яке визначається у цифровій формі. Сигнал розузгодженняСигнал розузгодження (Δ(y)) векторна різниця між поточним значенням параметра і заданим. Цей сигнал звичайно надходить на вхід регулювального пристрою (у САР).САР

7 Теóрія інформáції це розділ математики, який досліджує процеси зберігання, перетворення і передачі інформації. Теорія інформації тісно повязана з такими розділами математики як теорія ймовірностей і математична статистика. Вона повязана зінформаційною ентропією, комунікаційними системами, криптографією, ко рекцією помилок і іншими важливими областями.математикиймовірностейстатистикаінформаційною ентропієюкомунікаційнимикриптографієюко рекцією помилок Аксіоми теорії інформації 1. Інформація є лише там, де функціонують пристрої керування. 2. Інформація зберігається і передається тільки на матеріальному носії. 3. Інформація має ідеальний характер. 4. Інформація має різні.

8 Базові закони теорії інформації Закон 1: на отримання інформації будь-яка кібернетична система витрачає не менше деякої мінімальної кількості енергії.кібернетична система Закон 2: кількість інформації, яку отримує кібернетична система в процесі розпізнавання після прийняття певного сигналу, дорівнює логарифму при основі m від кількості варіантів вибору, що передували розпізнаванню. Закон 3: що меншою є ймовірність завершення якогось випробування з певним результатом, то більше інформації для будь-якої кібернетичної системи несе саме цей результат, і навпаки. Закон 4: будь-які сигнали, отримані кібернетичною системою, впливають на цю систему.

9 Виникнення теорії інформації зазвичай повязують із появою у 1948 р. фундаментальної праці американського вченого Клода Шеннона Математична теорія звязку.Клода Шеннона Теорія Шеннона (якого вважають батьком теорії інформації), з самого початку розглядалась як точно сформульована математична задача і дала можливість інженерам визначати ємність комунікаційного каналу.

10 Вірогідність – відповідність відображуваному об'єктові або реальному стану об'єктивної дійсності при відсутності прихованих помилок у такій інформації. Повнота – властивість інформації, що дозволяє характеризувати об'єкт вичерпним для споживача засобом, що й надає можливість ухвалювати на основі такої інформації управлінські рішення. Релевантність – відповідність потребам споживача, що характеризує, наскільки інформація сприяє досягненню поставлених перед споживачем цілей і завдань. Доступність – можливість одержання будь-яким споживачем. Актуальність – відповідність інформації теперішньому моменту часу. Коректність – властивість, що полягає в такому її зображенні, щоб інформація однозначно сприймалася всіма її споживачами. Захищеність – неможливість несанкціонованого доступу й цілеспрямованого спотворення інформації. Ергономічність – достатність обсягу і форми інформації для даного споживача.

11 КодуванняКодування являє собою перехід від повідомлення на вході каналу зв'язку до коду повідомлення на виході, а декодування - зворотний процес переходу від коду повідомлення на виході каналу зв'язку до повідомлення на вході, при цьому повідомлення на вході й виході з каналу зв'язку повинні збігатися. Більш суворо задачу кодування можна сформулювати в такий спосіб. Нехай є два алфавіти: алфавіт, що складається з символів і алфавіт, що складається з символів. Під алфавітним кодуванням розуміють таке відображення, яке кожному слову з непустої підмножини слів з алфавіту ставить у відповідність деяке слово з алфавіту. Слова з алфавіту B називаються кодовими послідовностями або кодами. Традиційно, відображення задається у вигляді деякого алгоритму й повинне задовольняти наступним вимогам: взаємна однозначність, тобто можливість для кожного повідомлення однозначно побудувати його код і, обернено, по кожному коду однозначно відновити вихідне повідомлення; завадостійкість, тобто можливість виявляти і виправляти помилки, які можуть виникнути при передачі коду повідомлення по каналу зв'язку під впливом джерела шуму; економність, тобто можливість побудови кодів мінімальної довжини для повідомлень, що зустрічаються найчастіше (реалізація ефективного стиснення). Побудова ефективного алгоритму кодування – це пошук компромісу між другою і третьою вимогами, які суперечать одна одній, оскільки завадостійкість досягається за рахунок збільшення довжини кодових послідовностей.алгоритму

12 Ентропійний підхід В основі теорії інформації лежить запропонований Шенноном спосіб обчислення кількості інформації як випадкової величини відносно іншої випадкової величини. Для дискретних випадкових величин X і Y, заданих законами розподілу і спільним законом розподілу, кількість інформації в X відносно Y, дорівнюєдискретнихзаконами розподілукількість інформації Кількість інформації в повідомленні визначається тим, наскільки зменшиться невизначеність після одержання повідомлення. З цього погляду, кількість інформації, що міститься в отриманому повідомленні, є тим більшою, чим більшою була невизначеність до передачі повідомлення. Об'ємний підхід Під обсягом інформації в повідомленні мають на увазі кількість символів цього повідомлення. Обсяг інформації – це досить груба кількісна характеристика інформації, оскільки суттєво залежить від форми подання інформації. Алгоритмічний підхід Згідно з алгоритмічним підходом за кількість інформації приймається значення деякої функції від складності кожного з об'єктів і довжини програми (алгоритму) перетворення одного об'єкта в іншій. Інтуїтивно зрозуміло, що комп'ютерна програма, яка друкує повідомлення, що містить тільки нулі, украй проста. Усе, що потрібно робити цій програмі, – це друкувати один і той самий символ – нуль. Якщо ж повідомлення являє собою деяку послідовність, яка не підпорядковується ніяким закономірностям, то таке повідомлення не може бути реалізоване жодною «простою» програмою. У цьому випадку, довжина програми буде близька до довжини самої послідовності. Таким чином, кількість інформації в повідомленні визначається складністю програми, яка здатна відтворити це повідомлення – послідовність символів.алгоритму – вхідний об'єкт; – вихідний об'єкт; – програма перетворення; – функція отримання довжини програми (в бітах чи байтах).бітахбайтах Вадами цієї теорії є те, що вона: в методі вимірювання як параметр використовує довжину алгоритму, який залежить від кількості утворюючих його елементів, що дають змогу перетворити один об'єкт на інший (чим дрібнішими є елементи, тим довшою виявляється програма перетворення); не має методу, який дає змогу виміряти кількість інформації в одному об'єкті, оскільки для вимірювання їх завжди потрібно як мінімум два; не враховує, що одна й та ж програма може бути призначена для перетворення не одного слова, а цілого класу об'єктів; при цьому така програма матиме сталу довжину, хоча для різних об'єктів кількість виконаних команд може бути різною.