Минимальное количество информации. Количество информации
Слово «информация» происходит от латинского слова informatio, что в переводе означает сведение, разъяснение, ознакомление. Понятие «информация» является базовым в курсе информатики, невозможно дать его определение через другие, более «простые» понятия. В геометрии, например, невозможно выразить содержание базовых понятий «точка», «луч», «плоскость» через более простые понятия. Содержание основных, базовых понятий в любой науке должно быть пояснено на примерах или выявлено путем их сопоставления с содержанием других понятий.
Кроме того, технологические достижения в профессиональной сфере, призванные облегчить жизнь, имеют отрицательные побочные эффекты, связанные с увлечением различными устройствами. Эта технология дает нам ощущение безопасности и лучшего управления реальностью. К сожалению, это также заставляет нас меньше полагаться на себя, но мы сильно обременяем нашу психику большим количеством данных для обработки.
Пребывание в современном мире также увеличивает количество стимулов, которые мы обслуживаем каждый день. У нас много электронных писем, на которые нам нужно ответить, виртуальных друзей для обсуждения, встреч. Однако наши возможности и здесь ограничены. По словам Робин Данбар, профессора эволюционной антропологии в Оксфордском университете, человеческий мозг может запомнить только 150 важных социальных контактов. Это число относится не только к западным обществам и, как отмечает профессор, является постоянным на протяжении всей истории человечества.
В случае с понятием «информация» проблема его определения еще более сложная, так как оно является общенаучным понятием. Данное понятие используется в различных науках (информатике, кибернетике, биологии, физике и др.), при этом в каждой науке понятие «информация» связано с различными системами понятий.
Информация в биологии. В биологии, которая изучает живую природу, понятие «информация» связывается с целесообразным поведением живых организмов. Такое поведение строится на основе получения и использования организмом информации об окружающей среде.
Число Данбар также находится в виртуальном мире. Как наличие связей, так и необходимость установления новых контактов, количество отношений, которые мы пытаемся поддерживать в нашей жизни, часто намного больше, чем требовалось Данбар. Еще одна причина, которая влияет на подчинение тела постоянной бомбардировке информацией, - это привыкание. Полые действия заставляют нас в малой степени анализировать, нужна ли новая информация, которая нам нужна в любой момент времени. Это относится к различным средствам массовой информации: телевидению, интернету, газетам и т.д. мы предоставляем нам информацию, которая, как будто мы должны понимать и лучше работать, - это не что иное, как избыток информации, чей мозг нуждается как-то встретиться.
Понятие «информация» в биологии используется также в связи с исследованиями механизмов наследственности. Генетическая информация передается по наследству и хранится во всех клетках живых организмов. Гены представляют собой сложные молекулярные структуры, содержащие информацию о строении живых организмов. Последнее обстоятельство позволило проводить научные эксперименты по клонированию, то есть созданию точных копий организмов из одной клетки.
Мы также редко используем сознательные методы выбора и обработки данных. Телевизор или ноутбук в спальне не заставят мир лучше понять мир, но он может сделать его менее отзывчивым или усталым. Одним из наиболее важных факторов, которые в последние годы существенно повлияли на информационную перегрузку, является страх перед чем-то, проходящим мимо нас тем, что что-то происходит в мире, о котором мы не знаем и о чем мы должны знать. Это касается как частной сферы нашей жизни, так и оккупации. В основе этого беспорядка лежат потребности человека, который всегда был в нем: потребность в общественном признании, признательности, важности, которую заметили другие.
Информация в кибернетике. В кибернетике (науке об управлении) понятие «информация» связано с процессами управления в сложных системах (живых организмах или технических устройствах). Жизнедеятельность любого организма или нормальное функционирование технического устройства зависит от процессов управления, благодаря которым поддерживаются в необходимых пределах значения их параметров. Процессы управления включают в себя получение, хранение, преобразование и передачу информации.
Но технология предоставила нам дополнительные инструменты. Желание «обновиться» теперь может быть реализовано 24 часа в сутки, обновляя наш почтовый ящик, обновляя нашу социальную сеть или проверяя ваш телефон. К сожалению, одним из негативных последствий этой практики является увеличение стресса, парадоксальным образом, отсутствие новостей или отсутствие ответа на электронную почту или публикация сообщения в социальной сети.
Более глубокие причины можно искать в страхе быть наедине друг с другом, с их эмоциями, мыслями. Надуваемая информация дает нам иллюзорное ощущение, что мы окружены людьми, что мы находимся в центре событий; Нам не нужно противостоять молчанию и, следовательно, нашим страхам, трудным эмоциям, нежелательным мыслям.
Социально значимые свойства информации. Человек - существо социальное, для общения с другими людьми он должен обмениваться с ними информацией, причем обмен информацией всегда производится на определенном языке - русском, английском и так далее. Участники дискуссии должны владеть тем языком, на котором ведется общение, тогда информация будет понятной всем участникам обмена информацией. Информация должна быть полезной , тогда дискуссия приобретает практическую ценность. Бесполезная информация создает информационный шум, который затрудняет восприятие полезной информации. Примерами передачи и получения бесполезной информации могут служить некоторые конференции и чаты в Интернете. Широко известен термин «средства массовой информации» (газеты, радио, телевидение), которые доводят информацию до каждого члена общества. Такая информация должна быть достоверной и актуальной . Недостоверная информация вводит членов общества в заблуждение и может быть причиной возникновения социальных потрясений. Неактуальная информация бесполезна и поэтому никто, кроме историков, не читает прошлогодних газет.
Чем больше мы наблюдаем и слушаем, тем меньше парадокса мы знаем. Оказывается, что для эффективной работы в окружающей действительности достаточной информации недостаточно, но важно научиться избирательно получать входящий контент, иметь нужные инструменты и фильтры, с помощью которых мы можем лучше справляться с данные, которые доходят до нас.
Фильтрация и выбор информации не означает, что вы оставите мир в стороне. Речь идет не о прекращении использования всех преимуществ современных технологий. Это также не о том, чтобы время от времени избавляться от информации, выходить на праздник в полном безумии, застрять в коттедже на краю леса, не имея доступа к Интернету и телефону, а затем, после праздников, вернуться к старым привычкам и привычкам. Это довольно постоянное изменение подхода к приему данных, который мир предоставляет нам каждый день.
Для того чтобы человек мог правильно ориентироваться в окружающем мире, информация должна быть полной и точной . Задача получения полной и точной информации стоит перед наукой. Овладение научными знаниями в процессе обучения позволяют человеку получить полную и точную информацию о природе, обществе и технике.
Единицы измерения количества информации.
Конечно, чтобы функционировать хорошо, человеку нужна некоторая информация из мира. Но нужны минуты молчания, моменты отражения. И чтобы испытать такие моменты, вам нужно научиться управлять информацией. Защита от информационного цунами также должна заботиться о себе, о вашем психическом состоянии, о лучшем принятии решений, о более значимых отношениях с другими людьми, о более эффективном функционировании в окружающем нас мире, учитывать требования реальности наравне с нашими потребностями. Мы часто используем питательные диеты для нашего здоровья, выбираем один продукт и отвергаем других, мы также должны думать о «диете» информации, потому что нам не нужны все новости.
Информация и знания. Человек получает информацию из окружающего мира с помощью органов чувств, анализирует ее и выявляет существенные закономерности с помощью мышления, хранит полученную информацию в памяти. Процесс систематического научного познания окружающего мира приводит к накоплению информации в форме знаний (фактов, научных теорий и так далее). Таким образом, с точки зрения процесса познания информация может рассматриваться как знания.
Большая часть информации, которую мы ищем, является излишней для нас, не способствует нашей жизни, ни к чему-либо в этой жизни, которая не улучшается. Это еще один вопрос, чтобы договориться о встрече с самим собой, чтобы задать себе такие моменты, что мы сможем провести молчание. В дизайне концепции белого пространства существует - это пространство, которое сознательно в мыслях не заполнено ничем. Благодаря такому развитию космоса достигается большая прозрачность, спокойствие и больший упор на важный контент.
Что касается сбора данных, мы также можем создать пространство, свободное от информации в нашей жизни: на мгновение взгляните на небо, сядьте на скамейку в парке, смотрите вперед, погружайтесь в музыку или иначе создавайте короткие моменты Мы сознательно решаем временно отключиться от притока информации.
Информацию, которую получает человек, можно считать мерой уменьшения неопределенности знаний. Если некоторое сообщение приводит к уменьшению неопределенности наших знаний, то можно говорить, что такое сообщение содержит информацию.
Уменьшение неопределенности знаний. Подход к информации как мере уменьшения неопределенности знаний позволяет количественно измерять информацию, что чрезвычайно важно для информатики. Рассмотрим вопрос об определении количества информации более подробно на конкретных примерах.
Быть сознательным информационным менеджером дает человеку возможность задуматься о своих потребностях, желаниях и страстях, которые он или она не может различить в море огромных объемов данных. Информационная перегрузка кажется постоянным явлением. Трудно ожидать, что количество информации, которая доходит до нас каждый день, будет внезапно уменьшаться, поэтому мы должны научиться фильтровать информацию, чтобы избавить наши мысли от данных, которые нам действительно нужны, чтобы обойти тех, которые нам не нужны. Существует достаточно информации, с которой каждый день приходится сталкиваться с человеком, который должен работать, анализировать.
Пусть у нас имеется монета, которую мы бросаем на ровную поверхность. С равной вероятностью произойдет одно из двух возможных событий - монета окажется в одном из двух положений: «орел» или «решка».
Можно говорить, что события равновероятны, если при возрастающем числе опытов количества выпадений «орла» и «решки» постепенно сближаются. Например, если мы бросим монету 10 раз, то «орел» может выпасть 7 раз, а решка - 3 раза, если бросим монету 100 раз, то «орел» может выпасть 60 раз, а «решка» - 40 раз, если бросим монету 1000 раз, то «орел» может выпасть 520 раз, а «решка» - 480 и так далее.
Создание дополнительного бремени не работает лучше в мире. Стоит использовать моменты молчания, чтобы создать пустое пространство. Мир будет продолжать развиваться, создавая новые проблемы, с которыми нам придется познакомиться. Стоит заботиться о разуме, о способности обрабатывать информацию. И Роберту Рутковски, психотерапевту, стоит отдать дань уважения, но не быть в курсе.
Игорь Ротберг - психолог, выпускник факультета психологии Варшавского университета. Он закончил два года обучения в области терапевтической ориентированной на процесс психологии. Работает с отдельными клиентами. Он также занимается психологической помощью через Интернет.
В итоге при очень большой серии опытов количества выпадений «орла» и «решки» практически сравняются. Перед броском существует неопределенность наших знаний (возможны два события), и, как упадет монета, предсказать невозможно. После броска наступает полная определенность, так как мы видим (получаем зрительное сообщение), что монета в данный момент находится в определенном положении (например, «орел»). Это сообщение приводит к уменьшению неопределенности наших знаний в два раза, так как до броска мы имели два вероятных события, а после броска - только одно, то есть в два раза меньше.
Индексы растут на фондовой бирже, развод знаменитостей, премьер-министр выступает в Сейме, по дороге в Быдгощ погибли пять человек. С утра до вечера мы погружаемся в поток информации. Через средства массовой информации, интернет, телефон доходит до нас. 100 тысяч. Слова в день, более чем в два раза больше, чем в начале года, недавно были рассчитаны исследователями из Калифорнийского университета в Сан-Диего. Если мы добавим изображения с телевидения и игр на это, выясняется, что каждый день мы усваиваем 34 гигабайта информации.
Ноутбук после недели такой работы зависает. Мозг не замерзает, но мы по-прежнему платим высокую цену. «Вынужденный для обработки со всех сторон информации, мы начинаем терять способность аналитически, углублять наше мышление и чувствовать эмоции», - говорит д-р Дэвид Винер из отдела логики и когнитивной науки. Университет Адама Мицкевича в Познани, исследуя влияние информационных и коммуникационных технологий на человеческий разум.
В окружающей действительности достаточно часто встречаются ситуации, когда может произойти некоторое количество равновероятных событий. Так, при бросании равносторонней четырехгранной пирамиды существуют 4 равновероятных события, а при бросании шестигранного игрального кубика - 6 равновероятных событий.
Чем больше количество возможных событий, тем больше начальная неопределенность и соответственно тем большее количество информации будет содержать сообщение о результатах опыта.
В течение сотен тысяч лет человек развился благодаря тому, что он легко впитывал новую информацию. Без предсказания эпохи цифровых медиа эволюция заставила наш мозг постоянно собирать новости. Независимо от их содержания, они поглощают все, как губку. Это отличная демонстрация эксперимента, в ходе которого исследователи мучили участников новой информацией - всего пять часов они атаковали 3500 различных данных, а затем проверили, насколько они помнят. Как показали испытания, более 90 процентов. Эта информация осталась в памяти памяти памяти.
Это не означает, однако, что мозг справляется с глубокой обработкой неограниченных данных. Напротив, подавляющее чувство подавляющего чувства в наших головах, напротив, указывает на то, что у него проблемы. Впечатление от перезагрузки сопровождается не только тем фактом, что мы постоянно получаем массу новой информации. Проблема в том, что масса большинства незначительна, - говорит д-р Дэвид Винер. Но хотим мы этого или нет, мозг хранит все это.
Единицы измерения количества информации. Для количественного выражения любой величины необходимо определить единицу измерения. Так, для измерения длины в качестве единицы выбран метр, для измерения массы - килограмм и так далее. Аналогично, для определения количества информации необходимо ввести единицу измерения.
За единицу количества информации принимается такое количество информации, которое содержит сообщение, уменьшающее неопределенность в два раза. Такая единица названа «бит».
Мясо бесполезных цифровых мультимедийных сообщений служит нам все время. Для мозга эта ситуация неестественна. Чем больше сплетен и фактов сбрасывается в хранилище памяти, тем труднее найти ценную информацию в этом беспорядке, который поможет вам принимать различные жизненные решения.
Это можно увидеть, например, у крупных бизнес-менеджеров. У них огромное количество анализов, но они все чаще не могут оценить их значимость. У них все еще создается впечатление, что им не хватает ключевой информации, чтобы они могли сказать «да» или «нет». Как ни парадоксально, чтобы избавиться от этого психического хаоса, они требуют еще больших данных. Такое поведение похоже на ответ пациента на повреждение в орбитальной коре, как описано знаменитым нейробиологом Антонио Дамасио. Эта женщина была в состоянии хорошо усвоить информацию, но она не могла сделать выбор или предсказать, какие последствия будут приняты в будущих решениях.
Если вернуться к опыту с бросанием монеты, то здесь неопределенность как раз уменьшается в два раза и, следовательно, полученное количество информации равно 1 биту.
Минимальной единицей измерения количества информации является бит, а следующей по величине единицей является байт, причем 1 байт = 2 3 бит = 8 бит.
В информатике система образования кратных единиц измерения количества информации несколько отличается от принятых в большинстве наук. Традиционные метрические системы единиц, например Международная система единиц СИ, в качестве множителей кратных единиц используют коэффициент 10 n , где n = 3, 6, 9 и так далее, что соответствует десятичным приставкам Кило (10 3), Мега (10 6), Гига (10 9) и так далее.
Это позволяет предположить, что избыток информации может привести к нарушению работы этой области. Под воздействием информационного цунами генерируются аномалии во всей префронтальной коре, которые в мозге выполняют ту же роль, что и босс в компании. Все сообщения, поступающие к нам из внешнего мира, признаются, оцениваются и связаны с положительными или отрицательными эмоциями. Все, чтобы создать четкую картину реальности в нашей голове. Однако, если префронтальная кора бомбардируется слишком большой информацией, мы прекращаем рациональную оценку того, что происходит вокруг нас.
Компьютер оперирует числами не в десятичной, а в двоичной системе счисления, поэтому в кратных единицах измерения количества информации используется коэффициент 2 n .
Так, кратные байту единицы измерения количества информации вводятся следующим образом:
1 Кбайт = 2 10 байт = 1024 байт;
1 Мбайт = 2 10 Кбайт = 1024 Кбайт;
1 Гбайт = 2 10 Мбайт = 1024 Мбайт.
1 Тбайт = 2 10 Гбайт = 1024 Гбайт
Количество информации
(от англ. information content) ― мера информации, сообщаемой появлением события определенной вероятности; мера оценки информации, содержащейся в сообщении; мера, характеризующая уменьшение неопределенности, содержащейся в одной случайной величине относительно другой.
В 1928 г. американский инженер Р. Хартли рассматривал процесс получения информации как выбор одного сообщения из конечного наперёд заданного множества из N равновероятных сообщений, а количество информации I, содержащееся в выбранном сообщении, определял как двоичный логарифм N.
I = log 2 N В 1948 г. американский учёный Клод Шеннон предложил другую формулу определения количества информации, учитывающую возможную неодинаковую вероятность сообщений в наборе.
I = ― (p 1 log 2 p 1 + p 2 log 2 p 2 + . . . + p N log 2 p N) = Н, где p i ― вероятность того, что именно i-е сообщение выделено в наборе из N сообщений, а Н ― информационная энтропия, которая характеризует степень неопределенности состояния источника, степень хаоса. Неопределенность снижается при приеме сообщения, т.е. получении информации. Поэтому получаемая информация, приходящаяся в среднем на один символ источника сообщений, количественно определяет степень уменьшения неопределенности.
Легко заметить, что если вероятности p i , ..., p N равны, то каждая из них равна 1/N, и формула Шеннона превращается в формулу Хартли.
В качестве единицы информации Клод Шеннон предложил принять один бит. в теории информации ― это количество информации, необходимое для различения двух равновероятных сообщений (типа "орел"-"решка", "чет"-"нечет" и т.п.). В вычислительной технике битом называют наименьшую "порцию" памяти компьютера, необходимую для хранения одного из двух знаков "0" и "1", используемых для внутримашинного представления данных и команд.
Бит ― слишком мелкая единица измерения. На практике чаще применяется более крупная единица ― байт, равная восьми битам. Именно восемь битов требуется для того, чтобы закодировать любой из 256 символов алфавита клавиатуры компьютера (256=2 8).
Широко используются также ещё более крупные производные единицы информации:
■
1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 2 10 байт,
■
1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 2 20 байт,
■
1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 2 30 байт.
В последнее время в связи с увеличением объёмов обрабатываемой информации входят в употребление такие производные единицы, как:
■
1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 2 40 байт,
■
1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 2 50 байт.
За единицу информации можно было бы выбрать количество информации, необходимое для различения, например, десяти равновероятных сообщений. Это будет не двоичная (бит), а десятичная (дит) единица информации.
Используемые источники:
1. Гуров И.П. Теория информации и передачи сигналов;
2. Шауцукова Л.З. Информатика 10 - 11;
3. glossary.ru.