Вимірювання обсягу інформації

Кодування інформації

Знак — це елемент кінцевої множини відмінних один від одного елементів. Знак разом з його значенням називають символом.

Набір знаків, в якому визначений їх порядок, називається алфавітом.

Алфавіт, що складається з двох знаків, називається двійковим алфавітом.

Код (фр. сосіе — кодекс, зведення законів). Починаючи з середини XIX ст. це слово крім основного значення означало книгу, в якій словам природної мови були зіставлені групи цифр або букв.

Кодом називається правило дляперетворення одного набору знаків в інший набір знаків.

Кодуванням називається процес перетворення одного набору знаків в інший набір знаків.

Кодування — спосіб зберігання і передачі інформації, форма представлення її на носії.

У обчислювальній техніці в цей час широко використовується двійкове кодування з алфавітом {0, 1}. Найбільш поширеними кодами є:

АSСІІ {Атеrісап Stапdаrt соdе fог I пfоrтаtіоп Iпtеrсhапgе} американський стандартний код для обміну інформацією) введений в 1963 р. і має 128 символів.

КОЇ-8 [код довжиною 8 біт для обміну інформацією).

Одне і те ж повідомлення можна закодувати різними способа­ми, тобто виразити різними мовами.

У процесі розвитку людсько­го суспільства люди виробили велике число мов кодування.

До них відносяться:

• розмовні мови (російська, англійська, хінді і ін. — всього більше 2000);

• мова міміки і жестів;

• мова малюнків і креслень;

• мова науки (математичні, хімічні, біологічні і інші символи);

• мова мистецтва (музики, живопису, скульптури тощо);

• спеціальні мови (есперанто, морський семафор, азбука Мор­зе, азбука Брййля для сліпих і ін.).

У спеціальних мовах особливо виділимо мови програмування.

Програмування — кодування інформації на мові, " зрозумілій" комп'ютеру.

У сучасних комп'ютерах використовується двійкова форма представлення даних, що містить всього дві цифри — 0 і 1. Така форма дозволяє створювати досить прості технічні пристрої для представлення (кодування) і розпізнавання (дешифрування) інфор­мації. Двійкове кодування вибрали для того, щоб максимально спростити конструкцію декодуючої машини, адже дешифратор повинен уміти розрізнювати усього два стани (наприклад, 1 — е струм в колі, 0 — струму в колі немає). З цієї причини двійкова система і знайшла таке широке застосування.

Вимірювання обсягу інформації

Існує декілька способів вимірювання кількості (або, як говорять об'єму) інформації, але самої поширеною одиницею його вимірювання є біт.

Біт - найменша одиниця вимірювання обсягу інформації. Один біт є двійковою цифрою і має значення 0 або 1. Більш великою одиницею є байт. 1 байт = 8 біт. (вісім двійкових чисел).

Основною одиницею вимірювання інформації є байт – будь-який символ інформації.

Обмін інформацією Розвиток суспільства був би неможливий без обміну інформацією. Новим поколінням кожного разу довелося б знаходити способи добування вогню і їжі, будування житла, обробки землі, винаходити колесо. Завдяки обміну люди одержують інформацію, набуту попередніми поколіннями, і користуються нею. Обмін інформацією може відбуватися між носієм інформації (людина, жива істота, машина) і споживачем інформації (інша людина, жива істота, машина).

Термін «машина» потрібно розуміти як механізм, автоматичне обладнання, обчислювальна машина (комп'ютер), робот і т.д.

Обмін інформацією відбувається за допомогою різних сигналів: звукових, електричних, світлових, механічних тощо.

Сигнал — це матеріальний носій інформації.

Будь-який сигнал, будь то світло багаття, телеграма, код Морзе, написаний текст, несе яку-небудь відомість або повідом­лення, тобто інформацію. Таким чином, сигнал є спосіб передачі інформації.

Будь-який переданий сигнал переноситься або енергією, або речовиною. Інакше і бути не може, адже наш світ матеріальний. Це або акустична хвиля (звук), або електромагнітне випроміню­вання (світло, радіохвиля), або лист паперу (написаний текст), або кам'яна скрижаль з вибитими на ній магічними знаками. Матеріальними носіями спадковості є гени. Але ні передана енергія, ні послана речовина, ні гени самі по собі ніякого значення не мають. Вони служать лише носіями інформації.

Наведемо декілька прикладів сигналів.

• Шкільниіі дзвінок є звуковим сигналом початку або кінця уроку.

• Телефонна розмова відбувається завдяки електричним сигналам.

• Світлофор — світловім сигнал для пішоходів та водіїв.

Сигнали бувають неперервні (аналогові) і дискретні.

Аналоговий сигнал — сигнал, що безперервно змінюється по амплітуді і у часі (напруження, що плавко міняється, струм або температура). Інформація в аналоговому вигляді міняє своє значення поступово.

Прикладом аналогової інформації можуть бути показни-ки ртутного термометра, годинника зі стрілками, ваги пружинної, спідометра автомашини, електричні сигнали телефону і радіо, те-левізійні сигнали тощо.

Точність аналогової інформації залежить від точності приладів, які цю інформацію визначають або передають.

Наприклад, якщо купили 2 кг сала, це ще не значить, що купили то­чно 2 кг. Там може бути 1, 96 кг або 2, 03 кг залежно від точності ваги.

Аналогові сигнали використовують, також, в телефонному зв'язку, радіомовленні, телебаченні.

Дискретним, або цифровим сигнал називається, якщо він може приймати лише кінцеве число значень в кінцевому числі моментів часу (дискретний — не безперервний). Цифровим він називається тому, що його окремі значення ми можемо перераху­вати, тобто кожному значенню сигналуми можемо поставити у відповідність число.

Сигнали, які несуть текстову, символічну інформацію, дискретні.

Інформація у дискретному вигляді міняє своє значення з певним кроком.

Прикладами дискретної інформації можуть бути показники елект­ронного годинника або термометра, ваги з гирями, будь-який текст. Дискретна інформація завжди точно визначена Не може бути 1.96 пляшки молока, 1.87 зошита або 2.03 порції морозива.

Сигнал в його найпростішій формі може приймати два диск­ретних і цілком визначених значення. Наприклад, на сигнальній вежі вогонь є — вогню немає. Якщо багаття на вежі палять постійно або не запалюють зовсім, то немає ніякої можливості дізнатися, коли ж вторгся ворог. Ось чому не буває сигналу, що приймає тільки одне дискретне значення.

Різна апаратура систем обробки інформації в обчислювальній техніці і управлінні в залежності від того, які сигнали вона обробляє, ділиться на аналогову і дискретну. До аналогової техніки відносяться різні регулювальники, вимірювальні прила­ди і т. п. Різні компоненти ЕОМ, логічні схеми управління — це цифрова техніка. У системах передачі і обробки інформації сигнали звичайно неодноразово перетворюються. При цьому їх фізична природа може мінятися без втрати інформації.

В ЕОМ використовується тільки дискретна інформація. У разі потреби обробки аналогової інформації пристроями ЕОМ її попере­дньо перетворюють на дискретну.

Найменша порція дискретної інформації в ЕОМ має лише два значення: 0 і 1. Виявляється, що відповідними комбінаціями 0 і І мо­жна записати що завгодно: текст, креслення, графічні зображення, рухомі об'єкти, музику.

Перехід на дискретну форму сигналу, записану у вигляді послідовностей 0 і 1. дає величезні переваги порівняно з аналоговою формою інформації:

• технічні засоби обробки і передачі інформації для дискретно­го сигналу значно простіші;

• дискретна інформація надійніше зберігається.

• в дискретній інформації можна виправляти помилки.

. Крім телевізорів і радіоприймачів, з'явилися дискретні магнітофони і програвачі.