Termenul de informație derivă din cuvântul latin informatio, adică clarificare, prezentare, conștientizare. Informațiile ajută la creșterea cunoștințelor oamenilor despre lumea din jurul lor. Lumea din jurul nostru este cunoscută în procesul de obținere a informațiilor.
Prin ele însele, vorbirea, textul, numerele nu sunt informații. Desenele și lucrările muzicale, cărțile și picturile, piesele și filmele sunt toate formele de prezentare a informațiilor. Toate formele de reprezentare a informațiilor pot fi împărțite în mod continuu și discret.
Informațiile, sub orice formă, sunt o reflectare a lumii din jurul nostru cu ajutorul semnelor și semnalelor. Este demn de remarcat faptul că este imposibil să se dea o definiție absolut precisă a informațiilor, este același concept primar ca un punct sau un plan în geometrie.
Informații continue
Obiectele și fenomenele se caracterizează prin valorile cantităților fizice. De exemplu, masa corporală, temperatura acesteia, distanța dintre două puncte, lungimea căii [traversată de corpul în mișcare], luminozitatea luminii etc. Natura anumitor cantități este astfel încât valoarea poate lua orice valoare într-un anumit interval. Aceste valori pot fi apropiate în mod arbitrar unul de celălalt, dar diferă și numărul de valori pe care o astfel de cantitate le poate lua este nelimitat. Astfel de cantități sunt numite cantități continue, iar informațiile pe care le poartă în sine sunt informații continue.
Cuvântul "continuitate" distinge în mod clar proprietatea de bază a unor astfel de cantități - absența discontinuităților, diferențele dintre valorile pe care o cantitate le poate asuma. Masa corporală este o cantitate continuă care ia orice valoare de la 0 la infinit. Același lucru se poate spune și despre multe alte cantități fizice - distanța dintre puncte, aria cifrelor, tensiunea curentului electric.
Informații discrete
În plus față de continuă există alte valori, de exemplu, numărul de persoane dintr-o cameră, numărul de electroni dintr-un atom etc. Astfel de cantități pot lua doar valori întregi, de exemplu, 1, 2, 3. Și nu pot avea valori fracționare. Valorile care nu iau toate valorile posibile, dar numai complet definite, sunt numite discrete. Pentru o cantitate discretă, este caracteristic faptul că toate valorile sale pot fi numerotate prin numere naturale 1, 2, 3.
Relația dintre formele de prezentare
Ca un exemplu simplu, ia în considerare un echilibru de primăvară. Masa corpului măsurată pe ele este o cantitate care este continuă în natură. Noțiunea de masă (informații despre masă) conține lungimea segmentului pe care se deplasează indicatorul de greutăți sub influența masei corpului măsurat. Lungimea unui segment este, de asemenea, o cantitate continuă.
Pentru a caracteriza masa, cântarele sunt utilizate în mod tradițional pentru o scară calibrată, de exemplu, în grame. Permiteți, de exemplu, scara greutăților specifice să aibă un interval de la 0 la 50 de grame.
În acest caz, masa va fi caracterizată de una dintre cele 51 de valori: 0, 1, 2. 50, adică set de valori distincte. Astfel, informațiile despre valoarea continuă, masa corpului, au dobândit o formă discretă.
Orice cantitate continuă poate fi reprezentată într-o formă discretă. Și mecanismul unei astfel de transformări este evident.
Este posibil să reconstruim o valoare continuă dintr-o reprezentare discretă? Iar răspunsul este: da, într-o oarecare măsură este posibil, dar nu este atât de ușor de făcut, iar imaginea care trebuie restaurată poate diferi de original.
Pentru a ilustra ceea ce sa spus, să luăm în considerare un exemplu de transformare a unei imagini într-o formă discretă. Imaginea originală transmite informații într-o formă continuă. Împărțim imaginea în L dreptunghiuri egale aliniate vertical și orizontal. La fiecare dreptunghi am plasat în corespondență valoarea de culoare din paleta dată de culori M. Aici L și M sunt numere naturale. Imaginea astfel obținută va consta din dreptunghiuri L, fiecare dintre acestea fiind umbrite cu una dintre culorile M, adică va avea o formă discretă. Cu cât sunt mai mari valorile L și M, cu atât imaginea discretă va fi mai apropiată de original, dar pentru orice L și M arbitrar de mare, imaginea rezultată și originalul vor fi diferite.
Cantitatea de informații
Informațiile reduc gradul de incertitudine al cunoștințelor noastre. Unele informații pot conține puține informații, iar altele - mult. Au fost dezvoltate diferite metode pentru estimarea cantității de informații. Tehnica cel mai des utilizată este metoda de evaluare propusă în 1948 de către fondatorul teoriei informației, Claude Shannon.
După cum sa menționat, informațiile distrug incertitudinea. Gradul de incertitudine este, de obicei, caracterizat prin utilizarea conceptului de "probabilitate".
Probabilitatea este o valoare care poate lua valori cuprinse între 0 și 1. Aceasta poate fi considerată o măsură a posibilității unui eveniment care poate apărea în unele cazuri și nu poate avea loc în altele.
Cantitatea de informații care caracterizează starea în care se află obiectul poate fi determinată utilizând formula Shannon:
unde n este numărul de stări posibile; p1. pn sunt probabilitățile statelor individuale. Pentru un număr fix de stări, cantitatea de informații atinge un maxim atunci când toate stările sunt echivalente, adică p1 = p2 =. = pn = 1 / n.
În acest caz, formula Hartley este utilizată pentru a estima cantitatea de informații:
I = log2 (n), care este un caz special al formulei lui Shannon.
O unitate de informații se numește un pic. Termenul "biți" este propus ca o abreviere a expresiei engleze "Binary digiT", care este tradusă ca "cifră binară".
Pentru a măsura cantitatea de informații, o unitate mai mare decât un bit este adesea folosită, un octet egal cu opt biți. Utilizate pe scară largă sunt și unități mai mari de informații:
1 Kilobyte (KB) 1024 octeți 210 octeți
1 Megabyte (MB) 1024 KB 220 octeți
1 Gigabyte (GB) 1024 MB 230 octeți
1 terabyte (TB) 1024 GB 240 octeți
1 Petabyte (PB) 1024 TB 250 de octeți