Определение и классификация информации.

31.08.2020 19:55

    Понятие «информация» является таким же фундаментальным,как понятия «материя», «энергия» и другие философские категории. Это атрибут, свойство сложных систем, связанное с их развитием и самоорганизацией.

    В настоящее время наука пытается найти общие свойства и закономерности, присущие многогранному понятию информация, но пока это понятие во многом остается интуитивным и получает раз¬личные смысловые наполнения в различных отраслях человеческой деятельности
• в обиходе информацией называют любые данные или факты, которые кого-либо интересуют. Например, сообщение о каких-либо событиях, о чьей-либо деятельности и т. п «Информировать» в этом смысле означает «сообщить нечто, неизвестное раньше»;
• в технике под информацией понимают сообщения, передаваемые в форме знаков или сигналов;
• в кибернетике под информацией понимают ту часть знаний, которая используется для ориентирования, активного действия, управления, т. е. в целях сохранения, совершенствования, развития системы.
    Приведем несколько определений информации:
• отрицание энтропии (Леон Бриллюэн);
• мера сложности структур (Моль);
• отраженное разнообразие (Урсул),
• содержание процесса отражения (Тузов);
• вероятность выбора (Яглом);
• снятая неопределенность наших знаний о чем-то (Клод Шеннон);
• обозначение содержания, полученного из внешнего мира в процессе нашего приспособления к нему и приспособления к нему наших чувств (Н. Винер).
    Информация может классифицироваться, например, по следующим основаниям:
 
а) признаки, отражающие структуру данных и форму представления информации (табл. 1);
 
Таблица 1.

Основание для классификации

Классы информации

По уровням сложности

Сигнал

Сообщение, документ

Информационный массив

Информаци­онный ресурс

По типу сигнала

Аналоговая

(непрерывная)

Цифровая (дискретная)

 

 

По уровням доступа и организации

Данные в регистро­вой памяти

Данные в опера­тивной памяти

Файлы данных на внешних устройствах

Базы данных

По способам кодиро­вания и представления (данные, файлы и БД)

Цифровая (вычисли тельные данные,

двоичные)

Символьная (алфа­витно-цифровая, строчная)

Графическая

 

По организации данных (файлы и БД)

Табличная

Текстовая

Графическая

 
 
б) содержание предметной области применения (табл 2)
 
Таблица 2.

Тип информации

Содержание

Поставщик содержания

Биржевая и финансовая

Индексы      котировки, цены, обзоры

Биржи, банки, службы финан­совой информации

Экономическая и демогра­фическая статистика

Первичная и вторичная, национальная, региональная статистика

Переписи,

ческие исследования

Коммерческая

Данные о предприятиях, товарах, услугах

Аналитические службы

Деловые новости

Состояние рынка, события в области эко номики

Службы фильтрации, агентст­ва новостей

Научно-техническая

Фундаментальные, прикладные науки

Центры НТИ, издательства, библиотеки

Правовая

Нормативно-правовые акты

Законодательные органы, Минюст РФ

Медицинская

Медучреждения, болезни, лекарства, яды

Информационные центры, библиотеки,госпитали

Потребительская и развле­кательная

Образование, музыка, музеи, библиотеки,

кино

Справочные службы,

учреждения

Бытовая

Погода, туризм, справочники

Информационные службы
    Исторически первой технологической формой получения, передачи, хранения информации являлось аналоговое (непрерывное) представление звукового, оптического, электрического или другого сигнала (сообщения) Магнитная аудио- и видеозапись, фотографирование, запись на шеллачные или виниловые грампластинки, проводное и радиовещание — основные способы хранения и передачи информации в аналоговой форме (рис. 1) Заметим, что с начала 50-х гг. (а во многом и сейчас) под термином теория информации подразумевались теоретические методы, связанные с обеспечением как можно более точного приема, передачи, записи, воспроизведения, преобразования непрерывных сигналов (основные понятия — линейность, нелинейность, шум, спектр сигнала, полоса пропускания и пр).
 
Рис. 1. Аналоговый сигнал и его дискретная (цифровая) аппроксимация (оцифровка).
 
    Аналого-цифровое (дискретное) преобразование — АЦП (analog-to-digital conversion) заключается в формировании последовательностей n-разрядных двоичных слов, представляющих с задан-ной точностью аналоговые сигналы. Для выполнения этого преоб-разования вначале осуществляется квантование аналогового сигна¬ла. В результате преобразования получается дискретный сигнал. Наименьшее изменение аналогового сигнала, которое регистрируется устройством, осуществляющим преобразование, называется раз-решением.
    Аналого-дискретные преобразователи чаще всего изготавливаются в виде интегральных схем. В необходимых случаях осуществляется обратное - дискретно-аналоговое (цифро-аналоговое преобразование — ЦАП).
    Дискретный сигнал — сигнал, имеющий конечное, обычно небольшое, число значений.
 
Рис. 2. Примеры дискретных сигналов двоичный (а) и троичный (б).
 
    Практически всегда дискретный сигнал имеет два либо три значения. Нередко его называют также цифровым сигналом.
    В цифровых системах используются двоичные сигналы, имеющие значения (+), (-) (рис. 2а). Вместе с тем при передаче данных в большинстве случаев применяются троичные сигналы со значениями (+), (0), (-) (рис. 2б). Здесь «единица» представляется отсутствием потенциала в канале, тогда как «нуль» характеризуется положительным, либо отрицательным импульсом. При этом полярность импульсов, представляющих «нули», должна чередоваться, т. е. за положительным (+) импульсом должен следовать отрицательный (-) и наоборот. В форме троичного сигнала осуществляется не только кодирование передаваемых данных, но также обеспечивается синхронизация работы канала и проверка целостности данных.
    Дискретные сигналы по сравнению с аналоговыми имеют ряд важных преимуществ: помехоустойчивость, легкость восстановления формы, простота аппаратуры передачи.
    Более чем тридцатилетнее развитие теории и практики ЭВМ приводит к вытеснению (в том числе и на бытовом уровне) аналоговых устройств и сигналов цифровыми. Наиболее популярным примером является несомненно аудиокомпакт-диск (digital audio CD).
    В этом случае звуковой сигнал сначала преобразуется в дискретную аппроксимацию («многоуровневый ступенчатый сигнал»), при этом происходит квантование во времени, которое заключается в измерении в дискретные промежутки времени необходимого параметра аналогового сигнала.
    Кроме этого, осуществляется квантование по амплитуде сигнала. Элемент разбиения этого сигнала именуют квантом. Поэтому говорят, что квантование заключается в делении на кванты. При квантовании аналогового сигнала происходит округление его мгновенных
значений до некоторой заданной фиксированной величины, называемой уровнем. Расстояние между соседними уровнями именуется шагом Из-за округления квантование всегда связано с определенным искажением сигнала. Уменьшение искажения требует увеличения числа уровней квантования и уменьшения шага квантования
    При квантовании по амплитуде каждая ступенька представляется последовательностью бинарных двухуровневых цифровых сигналов.     Принятый в настоящее время стандарт CD использует так называемый «16-разрядный звук с частотой сканирования 44 кГц». Для рисунка 1 в переводе на нормальный язык это означает, что «длина ступеньки» (т) равна 1/44 000 с, а «высота ступеньки» (§) составляет 1/65 536 от максимальной громкости сигнала (поскольку 216 = 65 536). При этом частотный диапазон воспроизведения составляет 0-22 кГц, а динамический диапазон - 96 децибел (что составляет совершенно недостижимую для магнитной или механической звукозаписи характеристику качества).
Назад