Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Занятие №4.
Тема 2. Информация и информационные технологии.
Тема 2.2. Кодирование и формы представления информации.
Одно и то же информационное сообщение (письмо, документ, телепередача и т.д.) может содержать разное количество информации для разных людей в зависимости от накопленных ими знаний и уровня понимания этого сообщения. В этом смысле информация определяется не только сигналами источника информации, но и соглашением между ним и потребителем информации о смысле, вкладываемом в ту или иную последовательность сигналов. Без наличия потребителя, хотя бы потенциального, говорить об информации бессмысленно.
Для описания соглашения между источником и потребителем информации используется понятие предметной области, означающее совокупность объектов реального мира, из которых и будут отбираться объекты, соответствующие поступающим сигналам.
Информационный образ объекта предметной области, т. е. представление совокупности свойств объекта в виде последовательности сигналов, называется информационным объектом. Таким образом, процессу обмена информацией должна предшествовать процедура установления соответствия между объектами предметной области и последовательностями информационных сигналов. Важно отметить, что только это соответствие позволяет вкладывать в передаваемую информацию какой-либо смысл и наполнять ее содержанием.
Описание предметной области является первым шагом при создании информационных систем и технологий. В случае, когда это описание носит полный и систематизированный характер, его называют тезаурусом.
Виды информации
Хотя человек может воспринимать информацию с помощью практически всех органов чувств, не все виды информации используются во взаимодействии человека с компьютером. Существует самая разнообразная информация, не предназначенная для компьютерной обработки, например эстетическое восприятие, взаимоотношения между людьми и др. Поэтому имеет смысл выделить те виды информации, для работы с которыми использование компьютеров является наиболее успешным. К ним можно отнести:
Первоначально компьютеры (называвшиеся тогда электронными вычислительными машинами —ЭВМ), применялись только для обработки числовой информации, однако быстро выяснилось, что их возможности гораздо шире. В то же время возможности компьютеров не безграничны, и наибольший эффект они дают там, где их применение оправдано. В настоящее время практически все компьютерные технологии ограничиваются обработкой перечисленных видов информации, и по мере развития компьютерной техники лишь увеличиваются объемы перерабатываемой информации.
Кодирование информации
Мы уже отмечали, что в зависимости от предметной области одну и ту же последовательность сигналов разные потребители могут понимать по-разному. С другой стороны, при разных способах интерпретации сигналов различным информационным последовательностям могут соответствовать одни и те же объекты предметной области. Это позволяет преобразовывать одну последовательность сигналов в другую таким образом, что им будут соответствовать одинаковые или близкие объекты предметной области. Такое преобразование называется кодированием информации. При этом если в результате такого преобразования информационным последовательностям соответствуют идентичные объекты, то говорят о кодировании без потери информации, в противном случае —о кодировании с потерями информации.
Кодирование очень широко применяется при обработке информации. Например, система почтовых адресов —типичный при- мер кодирования информации. Вместо того, чтобы говорить «дом хромого Елистрата на холме», можно использовать «Нагорная, 3». При обработке лицевых счетов в банках ключевым является не детальное описание клиента, а его код —номер лицевого счета. Основным преимуществом такого вида кодирования является существенное сокращение количества передаваемой информации, т.е. размера соответствующей последовательности сигналов. Этот процесс обычно называют сжатием информации.
Приведенные примеры относились к кодированию и сжатию информации без потерь. Наряду с этим широко распространено и кодирование с потерями. Во-первых, преобразование непрерывной информации в дискретную (аналого-цифровое преобразование —АЦП) и дискретной в непрерывную (цифроаналоговое —ЦАП) возможны только с потерями за счет принципиально различного характера этих видов информации. Во-вторых, использование кодирования с потерями при сжатии информации позволяет добиться гораздо большего коэффициента сжатия, чем при кодировании без потерь. Так, при сжатии информации без потерь в типичных случаях можно добиться сокращения количества передаваемой информации в 1,5 —раза, в то время как при сжатии с потерями значение коэффициента сжатия достигает сотен и тысяч раз. Особенно широко используется сжатие с потерями в сфере мультимедиа: аудио-, графической и видеоинформации, где, во-первых, просто необходимы аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразования, а во-вторых, объемы информации крайне велики.
Еще одной разновидностью кодирования является введение избыточной информации, что позволяет при передаче информации по каналам, подверженным воздействию помех, добиваться распознавания или даже исправления ошибок. Из неочевидных примеров такого кодирования упомянем электронные сертификаты и электронную цифровую подпись.
Информационные процессы
Понятие информации предусматривает определенные действия с ней: сбор, обработку, хранение и передачу. Эти действия называются информационными процессами. При разработке информационных систем следует отделять эти процессы друг от друга и описывать их отдельно, поскольку разные информационные процессы могут использовать совершенно различные устройства и технологии. Так, для первоначального сбора информации могут использоваться технические устройства (датчики), документы, компьютерные экранные формы. Для компьютерной обработки данных применяются процессоры, число которых в современном пер- сональном компьютере может доходить до 10 и более (центральный, графический, принтерный и т.д.). Хранение информации может осуществляться как в бумажной форме (в виде документов), так и в электронной с использованием магнитных, оптических и других носителей (например, флеш-память). Наконец, для передачи информации могут применяться те же виды носителей информации, что и для хранения, а также сети связи.
Свойства информации
При разработке информационных систем и технологий важно оценить свойства поступающей, хранимой и передаваемой информации. К числу таких свойств можно отнести:
Можно назвать и другие свойства (доступность, краткость и т.д.), однако следует отметить, что учитывать следует только те из них, которые действительно оказывают влияние на рассматриваемую систему или технологию.
Вопросы: