72821

Понятие данных и информации

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Всё что нас окружает и с чем мы ежедневно сталкиваемся относится либо к физическим телам либо к физическим полям. Обработка данных адекватными им методами создаёт новый продукт информацию.

Русский

2014-11-30

56 KB

0 чел.

1.1. Понятие данных и информации


Всё, что нас окружает, и с чем мы ежедневно сталкиваемся, относится  либо к физическим телам, либо к физическим полям. Известно, что все физические объекты находятся в состоянии непрерывного движения и изменения, которое сопровождается обменом энергией  и её переходом из одной формы в другую. Все виды энергообмена сопровождаются появлением сигналов, то есть, все сигналы имеют в своей основе материальную энергетическую природу. При взаимодействии сигналов с физическими телами в физических телах возникают определённые изменения свойств – это явление называется регистрацией сигналов. Такие изменения можно наблюдать, измерять или фиксировать иными способами. При этом возникают и регистрируются новые сигналы, то есть, образуются данные.

Итак, данные – это зарегистрированные сигналы. 

Обработка данных адекватными им методами создаёт новый продукт – информацию. Таким образом, информация возникает и существует в момент взаимодействия объективных данных и субъективных методов. Как и всякий объект, она обладает свойствами (объекты различимы по своим свойствам). Характерной особенностью информации, отличающей её от других объектов природы и общества, является то, что на свойства информации влияют как свойства данных, составляющих её содержательную часть, так и свойства методов, взаимодействующих с данными в ходе информационного процесса. По окончании процесса свойства информации переносятся на свойства новых данных, то есть свойства методов могут переходить на свойства данных.

Итак, информация – это продукт взаимодействия данных и адекватных им методов.


1.2. Операции с данными

(Рис.1)

В ходе информационного процесса данные преобразуются из одного вида в другой с помощью методов. Обработка данных включает в себя множество различных операций. В структуре возможных операций с данными можно выделить следующие операции:

сбор данных – накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решения;

форматизация  данных – приведение данных, поступающих из разных источников, к одинаковой форме, чтобы сделать их сопоставимыми между собой, то есть повысить их уровень доступности;

  •  фильтрация данных – отсеивание тех данных, в которых нет необходимости для принятия решения; при этом должны возрастать достоверность и адекватность информации;
  •  сортировка данных – упорядочение данных по заданному признаку с целью удобства их использования; при этом должна повышаться доступность информации;

архивация данных – организация хранения данных в удобной и легкодоступной форме; служит для снижения  экономических затрат по хранению данных и повышает общую надёжность информационного процесса в целом;

  •  преобразование данных – перевод данных из одной формы в другую или из одной структуры в другую;

защита данных – комплекс мер, направленных на предотвращение утраты, воспроизведения и модификации данных;

  •  транспортировка данных – приём и передача данных между удалёнными участниками информационного процесса.


1.3. Виды и типы данных


Данные могут быть представлены следующими видами:

  •  целыми и действительными числами;
  •  текстом;
  •  мультимедийными (графическими объектами, звуковыми сигналами, цветными изображениями).

В зависимости от вида данных, они могут подразделяться на следующие типы:

  •  байтовый тип;
  •  целочисленные типы простой и двойной точности;
  •  типы действительных чисел простой и двойной точности;

типы даты и времени;

  •  строковый тип;

логический тип;

  •  тип объектов.

1.4. Кодирование данных двоичным кодом

(Рис.2)

Для автоматизации работы с данными, относящимися к различным типам, очень важно унифицировать их форму представления – для этого используется приём кодирования, то есть выражение данных одного типа через данные другого типа. В вычислительной технике применяется система кодирования двоичным кодом. Она основана на представлении данных последовательностью всего двух знаков 0 и 1. Эти знаки называются двоичными цифрами, каждая из которых представляет 1 бит. Одним битом могут быть выражены два понятия: 0 или 1(да или нет, чёрное или белое, истина или ложь и т. п.). Двумя битами можно выразить четыре различных понятия: 00, 01, 10, 11.

Тремя битами можно закодировать 8 различных значений: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111.

Увеличивая на единицу количество разрядов в системе двоичного кодирования, в два раза увеличивается количество кодируемых значений. Общая формула расчёта имеет вид: N= 2m,

где N – количество независимых кодируемых значений;

m– количество разрядов двоичного кодирования.

1.4.1. Кодирование целых и действительных чисел

Двоичный код целого числа можно получить путём деления числа на 2 до тех пор, пока частное не будет равно 1. Совокупность остатков от каждого деления, записанная справа налево вместе с последним частным, и образует двоичный аналог десятичного целого числа.

Примеры:

47: 2=23+1

252: 2=126+0

23: 2=11+1

126: 2=63+0

11: 2=5+1

63: 2=31+1

5: 2=2+1

31: 2=15+1

2: 2=1+0

15: 2=7+1

7: 2=3+1

3: 2=1+1

Итак: 4710=1111012

25210=001111112.

Для кодирования целых чисел от 0 до 255 достаточно иметь 8 разрядов двоичного кода (8 бит). Для кодирования чисел от 0 до 65535 потребуется 16 разрядов (16 бит). Используя 24 разряда (24 бита), можно закодировать более 16,5 миллионов разных значений.

Для кодирования действительных чисел используется 80 разрядов (80 бит). При этом действительное число предварительно преобразуется в нормализованную форму: 41,2346785 = 0,412346785 * 102. Первая часть нормализованного числа называется мантиссой, а вторая – характеристикой. При этом значительная часть из 80 бит задействуется для хранения мантиссы (вместе со знаком числа) и некоторое фиксированное количество бит отводится для хранения характеристики (тоже со знаком степени).

1.4.2. Кодирование текстовых данных

Если каждому символу присвоить порядковый номер (целое число), то с помощью двоичного кода можно кодировать любые текстовые данные. Восьми двоичных разрядов достаточно для кодирования 256 различных символов. Этого хватит, чтобы закодировать комбинациями 8 битов все символы английского и русского алфавитов (строчные и прописные), арабские цифры, знаки препинания, символы арифметических действий и некоторые общепринятые специальные символы.

С этой целью институт стандартизации США (ANSI – American National Standard Institute) ввёл в действие систему кодирования ASCII (American Standard Code for Information Interchange – стандартный код информационного обмена США). В системе ASCII закреплены две таблицы кодирования – базовая и расширенная. Базовая таблица закрепляет значения кодов от 0 до 127, а расширенная относится к символам с номерами от 128 по 255.

Первые 32 кода (от 0 до 31) базовой таблицы выделены производителям аппаратных средств (в первую очередь компьютеров и печатающих устройств). Это управляющие коды, которым не соответствуют никакие символы, ими можно управлять работой технических устройств.

Коды от 32 по 127 предназначены для кодирования символов английского алфавита, знаков препинания, цифр, арифметических действий и некоторых вспомогательных символов. Символы русского алфавита и другие специальные символы кодируются кодами расширенной таблицы от 128 по 255.

(Рис.3)

Однако, рассмотренная выше система кодирования ASCII, не обеспечивает кодирование алфавитов многих других языков планеты. С целью устранения этого недостатка в настоящее время создана универсальная система – UNICODE, основанная на 16 – разрядном кодировании символов. Эта система позволяет обеспечить уникальные коды для 65536 различных символов. Этого количества достаточно для размещения в одной таблице символов большинства различных алфавитов планеты.

1.4.3. Кодирование графических данных

(Рис.4)

Если графическое изображение рассматривать как комбинацию мельчайших точек, образующих определённый узор, называемый растром. То с помощью линейных координат и индивидуальных свойств каждой точки, выраженных с помощью целых чисел, можно применить систему двоичного кодирования и для графических данных. К  индивидуальным свойствам точки относятся  яркость и цвет.

Чёрно – белые иллюстрации представляются в виде комбинации точек с 256 градациями серого цвета. Таким образом, для кодирования яркости любой точки достаточно 8 разрядов двоичного числа.

  Кодирование цветных графических изображений осуществляется  на принципе декомпозиции произвольного цвета на основные составляющие. В качестве таких составляющих используются три  цвета: красный (Red, R), зелёный (Green, G) и синий (Blue, B). Такое кодирование называется системой RGB. При этом если для кодирования яркости каждой из основных составляющих использовать по 256 значений (8 двоичных разрядов), то на кодирование цвета одной точки требуется 24 разряда. Такая система кодирования обеспечивает 16,5 миллионов цветов. Эта система является  полноцветной и называется True Color. Если уменьшить количество двоичных разрядов, используемых для кодирования цвета каждой точки, то можно сократить объём данных, но при этом заметно сократится диапазон кодируемых цветов. Кодирование цветной графики двоичными числами, содержащими 16 разрядов, называетсяHigh Color.

На практике применяется индексный метод кодирования информации о цвете. При этом  код каждой точки растра выражает не цвет сам по себе, а только его номер (индекс) в справочной таблице, называемой палитрой, которая прилагается к графическим данным.

1.4.4. Кодирование звука

(Рис.5)

Для кодирования звуковой информации применяется метод таблично – волнового синтеза (Wave– Table). Сущность этого метода состоит в том, что используются заранее подготовленные таблицы  образцов звуков. В технике такие образцы называют сэмплами. Числовые коды звуковой информации выражают: тип инструмента и номер его модели, высоту тона, продолжительность, интенсивность звука и динамику его изменения. А также некоторые параметры среды, в которой происходит звучание, и прочие параметры, характеризующие особенности звука.

PAGE   \* MERGEFORMAT 6


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

23576. ЭЛЕМЕНТЫ ОБЩЕЙ ЛИНГВИСТИКИ 1.42 MB
  Иными словами выяснение общеязыковых закономерностей внутренней логики и механизма действия языка с необходимостью входит в сферу общего языкознания. В то же время автор надеется что адекватным окажется и западноевропейское понимание этого слова: ср. Передача информации один из существеннейших видов и аспектов общения между людьми поэтому по словам В. 246 иначе говоря всякое слово есть результат абстрагирующей работы мысли слово дерево обозначает дерево вообще и наоборот абстрактное понятие общее для всех членов данного...
23577. История языкознания: Учебное пособие для cтудентов старших курсов и аспирантов 1.4 MB
  Здесь даны очерки посвящённые истории формирования и развития самобытной лингвистической мысли в государствах Востока и в странах Западного мира где лингвистическая традиция сложилась на основе грекоримских идей по философии языка и грамматике. Читатель обратит внимание на то что становление и развитие языкознания в восточных и западных культурных ареалах шло во многом своими путями отражая особенности как своих языков так и своих культур и что лишь в последние одиндва века наблюдается переориентация ряда восточных школ на европейские...
23578. Плезиохронная цифровая иерархия 32.5 KB
  Технологии передачи информационного сигнала развивались параллельно с развитием телефонных сетей. Постоянно растущее число пользователей и рост телефонного трафика привел к появлению систем мультиплексирования сигналов с разделением по частоте
23579. Отсутствующая структура Введение в семиологию 2.96 MB
  Код [2. Коды и лексикоды [2. Коды и их модификации [2. Кодифицируемость уровней [2.
23580. Россия в метафорическом зеркале: когнитивное исследование политической метафоры 1.25 MB
  Чудинов Россия в метафорическом зеркале: когнитивное исследование политической метафоры 1991 2000 УДК 408. Ч84 Россия в метафорическом зеркале: Когнитивное исследование политической метафоры 1991 2000: Монография Урал. ISBN 5718602778 Монография посвящена исследованию закономерностей моделирования образа современной России в зеркале концептуальной метафоры в котором вне зависимости от чьихлибо симпатий и антипатий достаточно объективно фиксируется подлинная картина национального самосознания в котором отражаются как традиционные...
23581. Семиосфера. Культура и взрыв Внутри мыслящих миров 5.53 MB
  ЛОТМАН Семиосфера Культура и взрыв Внутри мыслящих миров Статьи Исследования Заметки СанктПетербург ИскусствоСПБ О метаязыке типологических описаний культуры О семиотическом механизме культуры Миф имя культура Культура как коллективный интеллект и проблемы искусственного разума Феномен культуры Технический прогресс как культурологическая проблема Культура как субъект и самасебе объект О семиотике понятий стыд и страх в механизме культуры Память в культурологическом освещении [1] Содержание [2] Люди и знаки1 [3] Культура и взрыв...
23582. Язык и межкультурная коммуникация 1.96 MB
  Язык культура и культурная антропология 8 3. Межкулътурная коммуникация и изучение иностранных языков 14 5. Роль сопоставления языков и культур для наиболее полного раскрытия их сущности 19 Часть I. Язык как зеркало культуры 21 Глава 1.
23583. ЯЗЫК И БЕССОЗНАТЕЛЬНОЕ 2.05 MB
  Тексты собранные в книге последовательно представляют анализы общей проблематики бессознательного лингвистической структурированности афатических расстройств речи ребенка поэтической речи проблем семиотики структур языка как такового и его наименьшей смысловой единицы фонемы. Хайдеггером и наоборот спор Хайдеггера с семиотическим представлением языка встречи с Жаком Лаканом совершенно поновому осмыслившем 5 наследие Фрейда проштудировавшем и Хайдеггера и Якобсона вес это тот новый круг внутри которого вновь и вновь можно...
23584. ВЕЩЬ И ИМЯ 697.22 KB
  И физическая материя кресла и его отвлеченная идея не суть вещи реального обихода но исключительно предмет мыслительных операций. А вот помоему имя вовсе не есть звук имя вещи есть сила самой вещи. Поэтому я прямо утверждаю что имя неотделимо от вещи что оно есть оформление самой вещи в ее объективном существовании. Получается типичный для всякой абстрактной метафизики дуализм: вещи сами по себе без всякого имени а имена наши субъективные звуки сами по себе.