Информация: свойства и виды

Бит – это минимальная единица количества информации в ЭВМ, принимающая значение 0 или 1(или равная одному двоичному разряду).

Определенное количество бит составляет размер других единиц.

Группа из 8 битов информации называется байтом. Если бит –минимальная единица информации, то байт – ее основная единица. С помощью одного байта можно представить любую букву алфавита, цифру и специальный символ (.,:;+ –< > и т.д. ), т.е. в одном байте можно кодировать один символ из 256 возможных на ЭВМ.

Для измерения количества информации используются и более  крупные единицы:

1 машинное слово = 4 байт = 32 бит;

1 Кбайт (килобайт) = 2'°байт  = 1024 байт;

1 Мбайт (мегабайт) =2'°  Кбайт = 1024 Кбайт;

1 Гбайт (гигабайт) = 2¹⁰ Мбайт = 1024Мбайт. Эти единицы чаще всего используются для указания объема памяти компьютера.

 

ПОНЯТИЕ СИСТЕМЫ  СЧИСЛЕНИЯ

В вопросах организации  обработки информации с помощью  ЭВМ важное место занимают системы счисления и специальное кодирование чисел.

Совокупность приемов  наименования и записи чисел называют счислением. Под системой счисления понимают изображение чисел в определенных символах, положение символов в числах и правила выполнения арифметических действий над этими числами. Счисление представляет собой частный случай кодирования, где слово, записанное с помощью определенного алфавита и по определенным правилам, называется кодом. Применительно к счислению это код числа.

Системы счисления делятся на позиционные и непозиционные.

Непозиционными  системами счисления являются такие системы счисления, в которых каждый символ (цифра, буква, знак и т.д.) сохраняет свое значение независимо от места положения его в числе. Значение каждой цифры (символа) постоянно. Характерным представителем непозиционных систем является римская система счисления со сложными способом записи чисел и громоздкими правилами выполнения арифметических операций.

Например, запись MCMXCVIII означает, что записано число 1998 (М – тысяча, С – сто, Х – десять, V – пять и т.д.)

Позиционные системы счисления обладают большими преимуществами в наглядности представления чисел и в простоте арифметических операций. В позиционной системе счисления значение цифры зависит от места (позиции), которое она занимает в записи числа, например числа 1998 и 9819.

Позиционной является, например, десятичная система счисления, используемая в повседневной жизни.

Количество цифр и  символов, которые используют для  записи числа в позиционной системе счисления, называется основанием системы счисления (р). Например, в десятичной системе счисления 10 цифр : (0,1,2,3, 4,5,6, 7,8,9); р = 10.

База  системы счисления – это последовательность цифр и символов, которые используют для записи любого числа. Например, в десятичной системе счисления база –0,1,2,3,4,5,6,7,8,9.

В системе счисления  нет цифры, равной основанию данной системы:               О < = а < р

Основание позиционной  системы счисления определяет название системы.

Если р = 1, то системы быть не может, так как база содержит

только 0.

Если р = 2, то система  двоичная. База содержит две цифры: 0 и 1. Если р = 3, то система троичная. База содержит три цифры: 0,1 и 2.

Если р = 8,то система  восьмеричная. База содержит восемь цифр: 0,1,2,3,4,5,6,7.

Если р = 16, то система  шестнадцатеричная. База содержит 16 символов: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, А = 10, В = 11, С = 12, D = 13, Е= 14, F= 15.

В настоящее время  арифметические действия выполняются  большей частью в десятичной системе  счисления, которая имеет основание р = 10, а в базе –цифры от 0 до 9.

При обработке информации используются двоичная и восьмеричная системы счисления. Они сокращают длину записи при кодировании программы и экономно размещают данные в памяти машины.

Для ЭВМ наиболее пригодна двоичная система счисления, при применении которой достигаются простота конструкции и компактность арифметического устройства.

Двоичная система счисления  позволяет использовать аппарат  математической логики. Однако эта  система счисления имеет ряд недостатков: значительное увеличение разрядности для изображения числа, громоздкое представление двоичными числами кодов операций, необходимость перевода для обработки чисел из десятичной системы в двоичную, а после обработки –из двоичной системы в десятичную.

Для упрощения работы программистов используются системы  счисления, которые, с одной стороны, относительно малозначны, а с другой – кратны основанию двоичной системы. К таким системам счисления относятся восьмеричная и шестнадцатеричная, при которых обеспечивается полное использование памяти.

Восьмеричная  система счисления имеет основание  р = 8 и базу, состоящую из цифр от 0 до 7. Каждая цифра числа в восьмеричной системе счисления может быть переведена в двоичную независимо от других разрядов.

У шестнадцатеричной  системы счисления основание  р = 16, а база включает цифры от 0 до 9 и латинские буквы A,B,C,D,E,F. Шестнадцатеричная система счисления широко применяется в ЭВМ с байтовой системой организации памяти.

 

 

ДВОИЧНОЕ КОДИРОВАНИЕ  ИНФОРМАЦИИ

Одну и ту же информацию можно представить в разных формах. Например, информацию о прогнозе погоды можно записать на бумаге, передать по радио и телевидению или, используя азбуку Морзе, передать на большое расстояние. Эта же информация может быть введена в компьютер, обработана соответствующим образом и выведена на экран дисплея или распечатана на принтере.

При вводе в компьютер  алфавитно-цифровая информация представляется с помощью базы двоичной системы счисления, т.е. цифр 0 и 1. Это связано с тем, что каждый символ в ЭВМ кодируется с помощью последовательностей сигналов двух видов:

включено или выключено, намагничено или не намагничено, высокое или низкое напряжение. Одно состояние обозначают цифрой О, а другое –цифрой 1. Такое кодирование информации называется двоичным. Последовательности из двух цифр 0 и 1 называются двоичными кодами. Запись информации в двоичных кодах называется кодированием в двоичных кодах.

Например, в ЭВМ буква А кодируется как 01000001, а буква М –01001101. Тогда  слово МАМА кодируется последовательностью

из 32 цифр:

01001101 01000001 01001101 01000001

Результат решения задачи на ЭВМ  получается в двоичных кодах и потом переводится на понятный нам язык. Этот процесс перевода называется декодированием информации.

Кодирование и декодирование информации в двоичных кодах компьютер делает автоматически.

В жизни мы часто встречаемся  с кодированием и декодированием информации. Например, запись музыки на магнитофонную ленту – это кодирование, а воспроизведение музыки – это декодирование.

 

¹ Полонников Р.И. Феномен информации и информационного взаимодействия (введение в семантическую теорию информации). – С-Пб, 2001. – С.6

² См.: Ковалева Н.Н. Информационное право России: Учебное пособие. М.: Издательско-торговая корпорация "Дашков и К", 2007. С. 119.

³ Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетики / пер. с англ., под ред. Р.Л. Добрушина, О.Б.Луконова, М., 1963.