Тема 2.1 Данные и информация

Занятие №3

Тема 2. Информация и информационные технологии.

Тема 2.1 Данные и информация

1. Виды данных и информации.

2. Системы счисления и области их использования.

Информация — это сведения о фактах, концепциях, объектах, событиях и идеях, которые в данном контексте имеют вполне определенное значение. Информация — это не просто сведения, а сведения нужные, имеющие значение для лица, обладающего ими.

Можно при определении понятия информации оттолкнуться от схематичного представления процесса ее передачи. Тогда под информацией будут пониматься любые сведения, являющиеся объектом хранения, передачи и преобразования. Информацион­ное сообщение связано с источником сообщения (передатчиком), приемником (получателем) и каналом связи.

В одном терминологическом ряду с понятием информации стоят понятия «данные» и «знания».

Данные — это информация, представленная в виде, пригодном для обработки автоматическими средствами при возможном учас­тии человека.

Знания — это информация, на основании которой путем логи­ческих рассуждений могут быть получены определенные выводы.

Важными характеристиками информации являются ее струк­тура и форма. Структура информации определяет взаимосвязи меж­ду составляющими ее элементами. Среди основных форм можно выделить символьно-текстовую, графическую и звуковую формы. Основные требования, предъявляемые к экономической инфор­мации — точность, достоверность, оперативность, полнота.

Данные

Остановимся на понятии «данные». Все, что нас окружает, и с чем мы сталкиваемся, относится либо к физическим телам, либо к физическим полям. Все объекты находятся в состоянии непрерывного движения и изме­нения, которое сопровождается обменом энергией и ее перехо­дом из одной формы в другую. Все виды энергообмена сопрово­ждаются появлением сигналов. При взаимодействии сигналов с физическими телами в последних возникают определенные из­менения свойств — это явление называется регистрацией сигна­лов. Такие изменения можно наблюдать, измерять или фиксиро­вать теми или иными способами — при этом возникают и реги­стрируются новые сигналы, т. е. образуются данные».

Это определение принимает первичность и объективность существования данных, в том числе — независимость от субъек­та их использующего. Но если существование данных не зависит от того, будут ли они когда-либо использованы или нет, эффек­тивность функционирования многих процессов (имеющих кон­тур управления) зависит от данных. Например, данные, исполь­зуемые для изменения поведения процесса на основе построе­ния прогноза (т. е. факты, характеризующие предшествующие состояния), позволят оптимизировать получение конечного ре­зультата, и будут уже выступать в роли управляющей информации. Роль и характер используемых данных в целом отражены на обобщенной схеме управляемого функционального процесса, представленной на рис.

Система преобразования ресурса, функциональность кото­рой обусловлена проблемным контекстом (данными, представ­ляющими целевую задачу), фактически преобразует и информа­цию. Потенциально полезные данные, выделенные из общегомножества в соответствии с контекстом задачи (исходная ин­формация) в результате использования порождает выходную ин­формацию — актуализированные данные, подтверждающие или отрицающие действенность выбранных исходных данных для ре­шения задачи.

Рис. Обобщенная схема функционального процесса, управляемого данными

Системы счисления

Компьютер является цифровым устройством, значит любая информация представляется в виде чисел.

Для записи чисел люди используют различные системы счисле­ния. Система счисления показывает, по каким правилам записыва­ются числа и как выполняются арифметические действия над ними.

Мы используем в обычной жизни десятичную систему записи чисел, когда число записывается с помощью 10 цифр (0,1...9). Для счета времени в часах используется двенадцатиричная сис­тема счисления, в минутах и секундах — шестидесятиричная система счисления. И это никого из нас не удивляет.

В компьютере для записи чисел используется двоичная система счисления, т.е. любое число записывается в виде сочетания двух цифр — 0 и 1. Почему? Просто двоичные числа проще всего реа­лизовать технически: 0 — нет сигнала, 1 — есть сигнал (напряже­ние или ток).

И десятичная и двоичная системы счисления относятся к по­зиционным, т.е. значение цифры зависит от ее расположения в записи числа. Место цифры в записи числа называется разрядом, а количество цифр в числе — разрядностью числа. Разряды нуме­руются справа налево, и каждому разряду соответствует степень основания системы счисления.

Минимальной единицей информации в компьютере является 1 бит — информация, определяемая одним из двух возможных значений — 0 или 1.

На практике используется более крупная единица информа­ции — байт. Байт — это информация, содержащаяся в 8-разряд­ном двоичном коде: 1 байт = 8 бит.

В одном байте можно хранить целые числа (десятичные) от 0 до 255.

Для хранения действительных чисел используются ячейки из 4 или 8 байт. При этом число представляется в экспоненциальной форме: 275,986 = 0,275986 Е + 3.

При хранении действительного числа в ячейке из 4 байт 7 бит занимает порядок числа, а 25 бит — мантисса.

Компьютер всегда округляет действительные числа, представ­ляя их приближенно. Для уменьшения погрешности вычислений используют представление чисел с двойной точностью, когда число храниться в ячейках памяти из 8 байт.

Любая информация, кроме числовой, в компьютере кодирует­ся, т.е. представляется в виде чисел. Каким образом осуществляет­ся кодировка информации? Рассмотрим представление текстовой информации.

В одном байте можно хранить 256 различных чисел (от 0 до 255). Для того чтобы закодировать прописные и строчные буквы латин­ского алфавита, необходимо 52 числа, а для русского алфавита необходимо еще 66 чисел. Кроме того, необходимо закодировать различные знаки препинания и специальные символы. Таблица такой кодировки носит название таблицы ASCII. Ее первая поло­вина используется для хранения латинского алфавита и специ­альных символов, а вторая половина содержит символы псевдо­графики и буквы национальных алфавитов.

Для хранения больших объемов информации используются производные единицы измерения ее количества:

1 Кбайт = 1024 байт = 2¹⁰ байт;

1 Мбайт = 1024 Кбайт = 2¹⁰ Кбайт;

1 Гбайт = 1024 Мбайт = 2¹⁰ Мбайт.

Если на одной странице текста содержится около 3000 знаков, то это 3 Кбайт информации, а в 1 Мбайт можно сохранить около 300 страниц текста.

Представление графической информации опирается на пред­ставление экрана монитора в виде массива цветовых точек разме­ром MxN. Каждая точка имеет свой цвет, представляемый в виде комбинации оттенков трех основных цветов: красного, синего и зеленого. Для того чтобы цветопередача была приближена к ре­альной, необходимо не менее 256 оттенков каждого цвета. При представлении экрана монитора в виде массива 800x600 точек экран покрывает 480000 точек. Используя 8-битное кодирование каждого цвета, получим: 8x3x480000= 1 х 10⁷ бит - 1,12 Мбайт.

В двоичном виде также можно закодировать и звуковую инфор­мацию.

Контрольные вопросы:

1. Дайте определения следующим терминам: «Информация», «Знания».

2. Назовите виды данных.

3. Какие системы счисления вы знаете?