Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Билет 4. Представление информации. Естественные и формальные языки. Двоичное кодирование информации




Термин "информация" происходит от латинского слова informatio, что означает сведения, разъяснения, изложение. В настоящее время наука пытается найти общие свойства и закономерности, присущие многогранному понятию информация, но пока это понятие во многом остается интуитивным и получает различные смысловые наполнения в различных отраслях человеческой деятельности:

  • в быту информацией называют любые данные, сведения, знания, которые кого-либо интересуют. Например, сообщение о каких-либо событиях, о чьей-либо деятельности и т.п.;
  • в технике под информацией понимают сообщения, передаваемые в форме знаков или сигналов (в этом случае есть источник сообщений, получатель (приемник) сообщений, канал связи);
  • в теории информации под информацией понимают сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся степень неопределенности, неполноты знаний о них.

Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т.п.), несущую смысловую нагрузку и представленную в понятном компьютеру виде. Каждый новый символ в такой последовательности символов увеличивает информационный объем сообщения.

Информация может существовать в виде:

  • текстов, рисунков, чертежей, фотографий;
  • световых или звуковых сигналов;
  • радиоволн;
  • электрических и нервных импульсов;
  • магнитных записей;
  • жестов и мимики;
  • запахов и вкусовых ощущений;
  • хромосом, посредством которых передаются по наследству признаки и свойства организмов, и т.д.

Человек воспринимает с помощью органов чувств следующую информацию:

  • визуальную (восприятие зрительных образов, различение цветов и т.д.) − с помощью зрения;
  • звуковую (восприятие музыки, речи, сигналов, шума и т.д.) − с помощью слуха;
  • обонятельную (восприятие запахов) − с помощью обоняния;
  • вкусовую (восприятие посредством вкусовых рецепторов языка) − с помощью вкуса;
  • тактильную (посредством кожного покрова восприятие информации о температуре, качестве предметов и т.д.) − с помощью осязания.

Воспринимая информацию с помощью органов чувств, человек стремится зафиксировать ее так, чтобы она стала понятной и другим, представляя ее в той или иной форме. Информацию можно представить в форме:

  1. Знаковой письменной, состоящей из различных знаков, среди которых принято выделять:
    • символьную в виде текста, чисел, специальных символов (например, текст учебника);
    • графическую (картины, карта и т.д.);
    • табличную (таблица Менделеева, умножения);
  2. В виде жестов или сигналов (сигналы регулировщика дорожного движения и т.д.);
  3. Устной словесной (например, разговор).

Форма представления информации очень важна при ее передаче: если человек плохо слышит, то передавать ему информацию в звуковой форме нельзя. В разные времена люди передавали информацию в различной форме с помощью: речи, дыма, барабанного боя, звона колоколов, письма, телеграфа, радио, телефона, факса.

Независимо от формы представления и способа передачи информации, она всегда передается с помощью какого-либо языка.

В качестве основного средства для обмена информацией с другими людьми человек использует естественные языки. Таковыми являются, например, русский, английский, японский и др. Они характеризуются тем, что носят национальный характер. Естественные языки существуют в устной (фонетика) и письменной (грамматика) форме (сейчас практически невозможно встретить язык, который не имеет письменной формы). В основе языка лежит алфавит, т.е. набор символов, которые используются для построения более крупных конструкций языка. В разных языках алфавит составляет от нескольких десятков до нескольких десятков тысяч символов. Вообще естественными языками как предметом изучения занимается такая наука, как филология. В информатике гораздо большее внимание уделяется формальным языкам.

Основой формальных языков также служит алфавит. Но, в отличие от естественных, в формальных языках он довольно жестко фиксирован. Кроме того, правила грамматики и синтаксиса здесь более строгие, формализованные, фиксированные, существует ряд ограничений. В искусственных знаковых системах отсутствует многозначность. Каждая лексическая единица − слово − имеет ровно один смысл, и наоборот. Отсутствует или сильно снижена способность к перефразированию, то есть изменению формы высказывания при полном сохранении смысла. Например, русский язык позволяет сказать: "бабушкин сад", "сад бабушки", "сад, принадлежащий бабушке" − смысл этих фраз идентичен. Возможность перефразировки в искусственных языках усложнила бы процесс формализации, то есть взаимно-однозначного выражения содержания в форме. В отличие от естественных, искусственные языки ориентированы в основном на письменное представление. В силу этого появляется возможность их интернационализации, они становятся понятными и однозначно трактуемыми представителями разных национальностей, довольно часто используются в науке либо искусстве. Примерами таких языков могут служить язык математики (математическая символика), физики, химии, музыки (ноты) и т.д.

Языки программирования (и другие средства записи алгоритмов) тоже относятся к формальным. При автоматизированной обработке информации нет возможности использования естественных языков.

Правила построения конструкций формальных языков определяются их синтаксисом, а правила их толкования − семантикой. Синтактика знаковых систем занимается изучением их структуры, правил соединения отдельных знаков. Семантика изучает отношение между знаком и тем, что он замещает, представляет.

Кодирование информации подразумевает преобразование знаков одной знаковой системы в знаки или группы знаков другой знаковой системы. Обратное преобразование называют декодированием. Код может быть задан в форме таблицы, графа, аналитического выражения, то есть в тех же формах, что и отображение.

При кодировании информации для представления ее в памяти ЭВМ используется двоичный способ, т.е. любая информация, будь то числа, текст, графическое изображение, звук или видео, представляется универсальным двоичным кодом. Алфавит этого кода составляют символы 0 и 1. Почему был выбран именно этот способ кодирования? Дело в том, что в некоторых из первых ЭВМ предпринимались попытки внедрить десятичный или троичный код, но ни один из этих вариантов кодирования не дожил до современности. Ответ на вопрос довольно прост: два существенно различных состояния, представляющих, соответственно, 0 или 1, технически реализовать значительно проще, чем во всех остальных случаях. Действительно, отсутствие напряжения может изображать 0, наличие − 1; отсутствие намагниченности участка носителя информации − 0, намагниченность − 1 и т.д. Поэтому другие варианты были просто изжиты. Каждая цифра машинного кода несет 1 бит информации.







Дата добавления: 2015-04-19; просмотров: 1728. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2021 год . (0.002 сек.) русская версия | украинская версия