Единица измерения информации

В информатике используются различные подходы к измерению информации:

Содержательный подход к измерению информации. Сообщение – информативный поток, который в процессе передачи информации поступает к приемнику. Сообщение несет информацию для человека, если содержащиеся в нем сведения являются для него новыми и понятными Информация - знания человека. Т. о. сообщение должно быть информативно. Если сообщение не информативно, то количество информации с точки зрения человека = 0. (Пример: вузовский учебник по высшей математике содержит знания, но они не доступны 1-класснику)

Алфавитный подход к измерению информации не связывает кол-во информации с содержанием сообщения. Алфавитный подход - объективный подход к измерению информации. Он удобен при использовании технических средств работы с информацией, т.к. не зависит от содержания сообщения. Кол-во информации зависит от объема текста и мощности алфавита. Ограничений на максимальную мощность алфавита нет, но есть достаточный алфавит мощностью 256 символов. Этот алфавит используется для представления текстов в компьютере. Поскольку 256 это 2 в 8 степени, то 1символ несет в тексте 8 бит информации.

Вероятностный подход к измерению информации. Все события происходят с различной вероятностью, но зависимость между вероятностью событий и количеством информации, полученной при совершении того или иного события можно выразить формулой которую в 1948 году предложил Шеннон.

Мы остановимся на вероятностном определении информации. Двоичные цифры часто называют еще битами (от англ. binary digit - двоичный знак). Наименьшее количество информации - это одно из двух значений 0 или 1. Поэтому единицу измерения информации и назвали бит.

Бит – это количество информации, необходимое для записи одного из равновероятных событий.

В информатике принято рассматривать последовательности длиной 8 бит, что и получило название байт.

Задача.

На стандартно оформленной машинописной странице помещается 30 строк по 60 символов в каждой. Определите информационный объем страниц в битах и килобитах, байтах и килобайтах. Объем информации, содержащейся в 1 символе (буква символ, пробел...) равен 1 байту.

 

Информационные процессы

 

Рассмотрим основные процессы, связанные с информацией.

1. Поиск информации.

Поиск информации представляет собой процесс выявления в некотором множестве данных всех тех, которые посвящены указанной теме (предмету), удовлетворяют заранее определенному условию поиска (запросу) или содержат необходимые (соответствующие информационной потребности) факты, сведения.

Термин " информационный поиск" был впервые введён Кельвином Муром в 1948 в его докторской диссертации, опубликован и употребляется в литературе с 1950.

Сначала системы автоматизированного ИП, или информационно-поисковые системы (ИПС), использовались лишь для управления информационным взрывом в научной литературе. Многие университеты и публичные библиотеки стали использовать ИПС для обеспечения доступа к книгам, журналам и другим документам. Широкое распространение ИПС получили с появлением сети Интернет. Большой популярностью стали пользоваться поисковые системы. Например.

2. Сбор информации.

С давних времен существуют различные устройства, помогающие собирать информацию. Это и весы, и термометр, и амперметр и все устройства, позволяющие получать информацию о состоянии различных проессов.

Одним из старейших приборов по сбору информации является Стоунхэндж - " висячие камни", появление которых причисляют ко 2 в до н.э. Лишь в 1963 г. современные ученные разгадали какую же информацию собирало это сооружение. Оно, с помощью 56 лунок, указывает крайние положения Солнца и помогает предсказывать лунные и солнечные затмения.

Стоунхендж (англ. Stonehenge, букв. " каменный хендж" ) — внесённое в список Всемирного наследия каменное мегалитическое сооружение (кромлех) на Солсберийской равнине в графстве Уилтшир (Англия). Находится примерно в 130 км к юго-западу от Лондона, примерно в 3, 2 км к западу от Эймсбери и в 13 км к северу от Солсбери.

Один из самых знаменитых археологических памятников в мире, Стоунхендж состоит из земляных сооружений, окружающих кольцевые и подковообразные конструкции из больших менгиров. Он находится в центре самого плотного комплекса памятников неолита и бронзового века в Англии.

 

 

3. Обработка информации.

Мы различаем два вида обработки информации – осознанная и неосознанная. К первой можно отнести ребенка, однажды дотронувшегося до горячего чайника. Ко второй – решение задачи (зная правила и условие, ученик обрабатывает информацию и поучает ответ).

Обработка информации состоит в получении одних " информационных объектов" из других " информационных объектов" путем выполнения некоторых алгоритмов и является одной из основных операций, осуществляемых над информацией, и главным средством увеличения ее объема и разнообразия.

На самом верхнем уровне можно выделить числовую и нечисловую обработку. В указанные виды обработки вкладывается различная трактовка содержания понятия " данные". При числовой обработке используются такие объекты, как переменные, векторы, матрицы, многомерные массивы, константы и т.д. При нечисловой обработке объектами могут быть файлы, записи, поля, иерархии, сети, отношения и т.д. Другое отличие заключается в том, что при числовой обработке содержание данных не имеет большого значения, в то время как при нечисловой обработке нас интересуют непосредственные сведения об объектах, а не их совокупность в целом.

С точки зрения реализации на основе современных достижений вычислительной техники выделяют следующие виды обработки информации:

- последовательная обработка, применяемая в традиционной фоннеймановской архитектуре ЭВМ, располагающей одним процессором;

- параллельная обработка, применяемая при наличии нескольких процессоров в ЭВМ;

- конвейерная обработка, связанная с использованием в архитектуре ЭВМ одних и тех же ресурсов для решения разных задач, Причем если эти задачи тождественны, то это последовательный конвейер, если задачи одинаковые - векторный конвейер.

4. Хранение информации.

С давних времен человек пытался сохранить различную информацию. Это привело к различных систем записи и отображения информации. В древности это были зарубки на скалах, узелковая письменность, берестяная грамота, папирус, бумага и т. д. С появлением типографий – носителем информации стали книги. А затем с развитием фото, кино и телевидения появились и другие носители.

Для хранения, накопления и передачи информации используются носители информации различной природы: молекулы ДНК - генетическая информация, бумага, магнитная лента, фото и кинопленки, микросхема памяти, магнитные и лазерные диски и т. д.

5. Защита информации.

Информация является одним из наиболее ценных ресурсов, поэтому обеспечение защиты информации является одной из важнейших и приоритетных задач.

Безопасность информационной системы – это свойство, заключающее в способности системы обеспечить ее нормальное функционирование, то есть обеспечить целостность и секретность информации. Для обеспечения целостности и конфиденциальности информации необходимо обеспечить защиту информации от случайного уничтожения или несанкционированного доступа к ней. Под целостностью понимается невозможность несанкционированного или случайного уничтожения, а также модификации информации. Под конфиденциальностью информации - невозможность утечки и несанкционированного завладения хранящейся, передаваемой или принимаемой информации.

Лишь 10% всей денежной массы существует в бумажном эквиваленте, все остальное – как информация на различных счетах.

К средствам защиты информации ИС от действий субъектов относятся:

1. средства защита информации от несанкционированного доступа;

2. защита информации в компьютерных сетях;

3. криптографическая защита информации;

4. электронная цифровая подпись;

5. защита информации от компьютерных вирусов.

Средства защита информации от несанкционированного доступа

Получение доступа к ресурсам информационной системы предусматривает выполнение трех процедур: идентификация, аутентификация и авторизация.

Идентификация – присвоение пользователю (объекту или субъекту ресурсов) уникальных имен и кодов (идентификаторов).

Аутентификация – установление подлинности пользователя, представившего идентификатор или проверка того, что лицо или устройство, сообщившее идентификатор является действительно тем, за кого оно себя выдает. Наиболее распространенным способом аутентификации является присвоение пользователю пароля и хранение его в компьютере.

Авторизация – проверка полномочий или проверка права пользователя на доступ к конкретным ресурсам и выполнение определенных операций над ними. Авторизация проводится с целью разграничения прав доступа к сетевым и компьютерным ресурсам.

Защита информации в компьютерных сетях

Локальные сети предприятий очень часто подключаются к сети Интернет. Для защиты локальных сетей компаний, как правило, применяются межсетевые экраны – брандмауэры (firewalls). Экран (firewall) - это средство разграничения доступа, которое позволяет разделить сеть на две части (граница проходит между локальной сетью и сетью Интернет) и сформировать набор правил, определяющих условия прохождения пакетов из одной части в другую. Экраны могут быть реализованы как аппаратными средствами, так и программными.

Криптографическая защита информации

Для обеспечения секретности информации применяется ее шифрование или криптография. Для шифрования используется алгоритм или устройство, которое реализует определенный алгоритм. Управление шифрованием осуществляется с помощью изменяющегося кода ключа.

Извлечь зашифрованную информацию можно только с помощью ключа. Криптография – это очень эффективный метод, который повышает безопасность передачи данных в компьютерных сетях и при обмене информацией между удаленными компьютерами.

Электронная цифровая подпись

Для исключения возможности модификации исходного сообщения или подмены этого сообщения другим необходимо передавать сообщение вместе с электронной подписью. Электронная цифровая подпись – это последовательность символов, полученная в результате криптографического преобразования исходного сообщения с использованием закрытого ключа и позволяющая определять целостность сообщения и принадлежность его автору при помощи открытого ключа.

Другими словами сообщение, зашифрованное с помощью закрытого ключа, называется электронной цифровой подписью. Отправитель передает незашифрованное сообщение в исходном виде вместе с цифровой подписью. Получатель с помощью открытого ключа расшифровывает набор символов сообщения из цифровой подписи и сравнивает их с набором символов незашифрованного сообщения. При полном совпадении символов можно утверждать, что полученное сообщение не модифицировано и принадлежит его автору.

Защита информации от компьютерных вирусов

Компьютерный вирус – это небольшая вредоносная программа, которая самостоятельно может создавать свои копии и внедрять их в программы (исполняемые файлы), документы, загрузочные сектора носителей данных и распространяться по каналам связи. Защита от компьютерных вирусов – это установка и постоянное обновление антивирусных программ.

В древности так же применяли различные способы защиты информации. Одним из таких способов было использование шифров.

 

 

 

6. Передача информации.

Это физический процесс, посредством которого осуществляется перемещение информации в пространстве. Данный процесс характеризуется наличием следующих компонентов: источник информации, приёмник информации, носитель информации, среда передачи.

 

 

В Петербурге 19 в. одним из способов передачи информации о пожаре были пожарные башни (каланча) с флажками различного цвета, которые сообщали в какой части города пожар. Ночью - фонари разного цвета.

 

 

Однако, может получиться, что источник информации передает ее в удобной лишь для него форме, а приемник не может воспринимать информацию в такой форме. В таких случаях ставят в цепочку промежуточные устройства кодирования и декодирования информации.

Всеми вопросами кодирования и декодировки занимается наука криптография.

 

 

 

 

 

 

 

Т. о. мы разобрали процессы, связанные со сбором, хранением, поиском, обработкой, кодированием и передачей информации их называют информационными процессами.

Для обмена информацией люди вступают в контакты, общаясь друг с другом (коммуникация), что является основой информационных процессов.

Информационный процесс, в результате которого создается информационный продукт, называется информационной технологией.

В истории выделяют несколько этапов развития информационных технологий. Признак деления – виды инструментария технологии.

1-й этап (до второй половины XIX в.) – " ручная" информационная технология, инструментарий которой составляли: перо, чернильница, книга. Коммуникации осуществлялись ручным способом путем переправки через почту писем, пакетов, депеш. Основная цель технологии – представление информации в нужной форме.

2-й этап (с конца XIX в.) – " механическая" технология, инструментарий которой составляли: пишущая машинка, телефон, диктофон, оснащенная более совершенными средствами доставки почта. Основная цель технологии – представление информации в нужной форме более удобными средствами.

3-й этап (40-60-е гг. ХХ в.) – " электрическая" технология, инструментарий которой составляли: большие ЭВМ и соответствующее программное обеспечение, электрические пишущие машинки, ксероксы, портативные диктофоны.

Изменяется цель технологии. Акцент в информационной технологии начинает перемещаться с формы представления информации на формирование ее содержания.

4-й этап (с начала 7-х гг.) – " электронная" технология, основным инструментарием которой становятся большие ЭВМ и создаваемые на их базе автоматизированные системы управления (АСУ) и информационно-поисковые системы (ИПС), оснащенные широким спектром базовых и специализированных программных комплексов. Центр тяжести технологии еще более смещается на формирование содержательной стороны информации для управленческой среды различных сфер общественной жизни, особенно на организацию аналитической работы. Множество объективных и субъективных факторов не позволили решить стоящие перед новой концепцией информационной технологии поставленные задачи. Однако был приобретен опыт формирования содержательной стороны управленческой информации и подготовлена профессиональная, психологическая и социальная база для перехода на новый этап развития технологии.

5-й этап (с середины 80-х гг.) – " компьютерная" (" новая" ) технология основным инструментарием которой является персональный компьютер с широким спектром стандартных программных продуктов разного назначения. НА этом этапе происходит процесс персонализации АСУ, который проявляется в создании систем поддержки принятия решений определенными специалистами. Подобные системы имеют встроенные элементы анализа и интеллекта для разных уровней управления, реализуются на персональном компьютере и используют телекоммуникации. В связи с переходом на микропроцессорную базу существенным изменениям подвергаются и технические средства бытового, культурного и прочего назначений. Начинают широко использоваться в различных областях глобальные и локальные компьютерные сети.

 

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: