Елена Чернопрудова: Проектирование распределенных информационных систем

Самой емкой и сложной является графическая форма представления информации. К этой форме относятся виды природы, фотографии, чертежи, схемы, рисунки.

Говоря о формах информации важно еще раз подчеркнуть свойство нематериальной информации – для ее существования обязательно должен быть какойлибо материальный объект: свет, воздух, вода, электрический ток, эфир электромагнитных колебаний и т.д.

Итак, носителем информации может быть как непосредственно наблюдаемый физический объект, так и энергетический субстрат. В последнем случае информация представлена в виде сигналов световых, звуковых, электрических и т.д. При отображении на носителе информация кодируется, т.е. ей ставится в соответствие форма, цвет, структура и другие параметры элементов носителя.

Примеры:

1 Почему человек различает цвета воспринимаемого изображения?

Потому, что простой белый цвет имеет частотные составляющие спектры электромагнитных колебаний для цветов: красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего, фиолетового. Сетчатка глаз способна различать частотные спектры цветности и сообщать сведения в мозг человека.

2 Книга – носитель кодированной последовательности букв, цифр, символов, графики. Читая книгу, мы как раз и воспринимаем информацию, записанную на ее страницах, в виде кодовых комбинаций (слов), состоящих из последовательности символов (букв, цифр) принятого алфавита. То же самое можно сказать и относительно информации, сообщаемой в процессе устной речи.

В теории информации особого внимания заслужила наиболее стандартная и единая форма представления информации – двоичная форма. Она заключается в записи любой информации в виде последовательности только двух символов: 1, или «да», или «истина»; 0, или «нет», или «ложь». В ЭВМ эти символы обозначаются наличием либо отсутствием в рассматриваемой точке электрического или магнитного импульса. В этом случае реквизитом информации, т.е. самой малой порцией информации (меньше не может быть) является ответ на любой вопрос в виде «да» или «нет». Эта порция определяет единицу измерения информации, называемую «битом». Последовательность битов может иметь различную разрядность. Запись нулей и единиц производится по правилам кодирования, используемых в ЭВМ.

Поясняя определение данных, мы непроизвольно стали использовать термин информация. Уясним взаимосвязь этих двух терминов.

Мы с вами уяснили, что информация – это первичное понятие, точного определения которого не существует.

Существует четыре основных направлений толкования термина информация:

1 Информация – это смысл полученного сообщения, его интерпретация. Пример учителя и ученика. Учитель имеет информацию о предмете. С помощью сообщений (рассказ с показом, демонстрация) передает ученику сведения, данные. Ученик получает сообщения и усваивает их. То, что он понял со своей точки зрения и есть информация. Степень адекватности реальному образу проверяется учителем контрольным опросом. В этом отношении компьютер никогда не оценивает смысл информации, ему все равно с какими данными работать. Только человек имеет возможность получить информацию на основе данных компьютера.

2 Информация – это как содержание сообщений, так и само сообщение, данные. В этом смысле примером может служить книга с ценными для потребителя сведениями, газета, кодограмма и т.п.

3 Некоторые ученые и, прежде всего, философы считают, что информация – это третья составляющая основ мироздания (материя, энергия и информация).

Н. Винер в одной из работ написал: «Информация и есть информация, а не материя и энергия».

4 4 В математической теории информации понятие информация определяется только для случайных событий. В этом отношении информация – это то, что уменьшает неопределенность события.

Приведем пример: Компьютер с помощью генератора случайных чисел выдал число от 1 до 16. Наша задача угадать это число. Мы задаем вопросы компьютеру, а он отвечает «да» (истина, 1) или «нет» (ложь, 0). За какое минимальное количество вопросов можно отгадать число? Сколько нужно информации, чтобы угадать загаданное число? Неопределенность равна 16. Первый вопрос: задуманное число меньше 8? Ответ «да» или «нет» уменьшает неопределенность в два раза и мы получаем информацию, равную одному биту. Если число находится в пределах от 1 до 8, то мы задаем вопрос: число меньше 4? Получаем ответ и еще один бит информации и т.д. Итого, количество информации, необходимое для угадывания числа равно 4 битам.