Информация, данные и их характеристики

Информация  ‑ это мера уменьшения неопределенности знания о некотором объекте, событии или явлении (таблица умножения не является информацией для знающего ее).

Свойства информации

Релевантность ­‑ соответствие запросам пользователя.

Полнота ‑ исчерпывающее отображение объекта.

Своевременность ‑ соответствие нуждам пользователя в нужный момент.

Достоверность ‑ отсутствие скрытых ошибок.

Доступность ‑ возможность получения информации потребителем.

Защищенность ‑ невозможность несанкционированного использования.

Эргономичность ‑ удобство формы представления информации.

Адекватность ‑ однозначное соответствие отображаемому объекту.

Количество информации может измеряеться энтро­пий­ным и объ­ем­ным способами.

Энтро­пий­ный способ ‑ количество информации (H) определяется по формуле H= log₂ m, где m ‑ число возможных равновероятных выборов.

     Пример. Для угадывания случайно выбранной карты из колоды 32 карт нужна информация в количестве H=log₂32=5. Таким образом, нуж­но задать пять вопросов для угадывания, например, дамы пик:

1. Карта красной масти?            Ответ “Нет”. 

2. Трефы?                                     Ответ “Нет”.

3. Одна из четырех карт старших? Ответ “Да”.

4. Одна из двух карт старших?  Ответ “Нет”.

5. Дама?                                        Ответ “Да”.

Объемный способ ‑ количество единиц измерения информации: бит (наимень­шая единица информации), байт (8 бит), 2 байта (полуслово), 4 байта (слово), 8 байтов (двойное слово), 1 КБ (1024 байтов), 1 МБ (1024КБ), 1 ГБ (1024МБ), 1TB (1024ГБ).

Данные ‑ это форма записи информации, непосредственно воспри­ни­маемая компьютером.

Типы данных

1. Элементарное данное ‑ наименьшая единица информации, которую бессмысленно разбивать (дата, год рождения).

2. Массив - группа переменных, доступ к которым осуществляется по индексу (обычно порядковый номер элемента в массиве). Массивы бы­вают размерности 1, 2, … N. Массивы позволяют реализовать алго­ритмы циклической обработки.

3. Запись ‑ группа логически связанных переменных, возможно раз­ного типа. Обычно элементы записи называются полями. Поля уточняются именем записи (sotrudnik.fam). Некоторые языки программирования вырав­нивают поля по кратности адресов: например, вещественные числа имеют ад­рес, кратный 4, целые ‑ 2. Поэтому возникают незапол­нен­ные участки записи.

4. Очередь - структура, которая обслуживается по принципу “пер­вым пришел, первым ушел” (список очередников на получение жилья).

5. Магазин (стек) ‑ структура, которая обслуживается по принципу “первым пришел, последним ушел” (стопка книг).

6. Список ‑ группа логически связанных записей, каждая из которых состоит из двух частей ‑ адресной и информационной. Адресная часть содержит адреса‑ссылки на логически связанные с ней записи. Информационная часть содержит сами данные. Списки бывают 1, 2, …, N - направленные (по количеству адресов в записи). Список называется кольцевым, если последняя запись списка содержит адрес первой записи. Достоинства списка: при удалении элемента из списка не произво­дится массового копирования элементов к началу списка; при вставке нового элемента в список не производится массового копирования элементов к концу списка. Недостатки: логически близкие записи удаляются друг от друга физически, что замедляет переход от одной записи к другой; удаленные записи занимают место на внешнем носителе.

Способы улучшения списков:

· повторное использование участков, занятых удаленными запися­ми. Для списка делается дополнительный список, который содер­жит адреса удаленных записей, и при включении новой записи будет использоваться первая запись из списка удаленных записей;

· реорганизация списка: список копируется в логической после­до­ва­тельности, и удаленные записи игнорируются.

Обычно списки используют в базах данных и при организации ди­на­мических структур в оперативной памяти.

7. Таблицы ‑ структура данных, состоящая из колонок и строк, дос­туп к которым осуществляется по ключу в строке. Обычно таблицы сорти­руются по возрастанию или убыванию ключа. Таблицы являются основной структурой в реляционных базах данных.

8. Строки ‑ последовательность любых символов.

Допускается построение комбинаций различных структур.

Системы счисления

     Для простоты будем рассматривать целые числа. Любое число может быть представлено в виде суммы ряда: a₀+a₁g¹+a₂g²+a₃g³+…+a_ngⁿ,

где g ‑ базис или основание системы счисления.

Основание системы, отлич­ное от десяти, обычно пишется после числа, чуть ниже, например: 245₈. Приведем таблицу соответствия первых 17 чисел в системах счисления 10, 2, 8, 16.

10	2	8	16	10	2	8	16
0	0	0	0	9	1001	11	9
1	1	1	1	10	1010	12	A
2	10	2	2	11	1011	13	B
3	11	3	3	12	1100	14	C
4	100	4	4	13	1101	15	D
5	101	5	5	14	1110	16	E
6	110	6	6	15	1111	17	F
7	111	7	7	16	10000	20	10
8	1000	10	8	17	10001	21	11

     Правило перевода из одной системы счисления в другую (правило последовательного деления на основание новой системы) по­ка­жем на примере перевода десятичного числа 145 в вось­меричное: делим 145 на 8 и получаем 18 целых и 1 в остатке (a₀). Делим целую часть (18) на 8, полу­чаем 2 целых и 2 в остатке (a₁). Делим целую часть (2) на 8, получаем 0 це­лых и 2 в остатке (a₂). Заканчиваем деление и получаем искомое число 221₈. Проверим: 221₈ = 1 + 2 8¹ + 2 8² = 1 + 16 + 2 64 = 145₁₀ .

Для перевода восьмеричного/шестнадцатеричного числа в двоич­­ное нужно заменить каждую цифру на трех‑/четырехзначное двоичное число (235₈=010, 011, 101₂=10011101₂).

     Для перевода двоичного числа в восьмерич­ное/шестнад­цате­ричное число нужно разбить число слева направо на триады/тетрады и заменить их на восьмеричные/шестнадцатеричные цифры (1010101011₂=001, 010, 101, 011₂=1253₈,= 0010, 1010, 1011₂=2AB₁₆).