Введение в медицинскую информатику (стр. 2 из 5)

2. на странице книги: "количество букв чётное", "количество букв нечётное".

Определим теперь, являются ли равновероятными сообщения "первой выйдет из дверей здания женщина" и "первым выйдет из дверей здания мужчина". Однозначно ответить на этот вопрос нельзя. Все зависит от того, о каком именно здании идет речь. Если это, например, станция метро, то вероятность выйти из дверей первым одинакова для мужчины и женщины, а если это военная казарма, то для мужчины эта вероятность значительно выше, чем для женщины.

Для задач такого рода американский учёный Клод Шеннон предложил в 1948 г. другую формулу определения количества информации, учитывающую возможную неодинаковую вероятность сообщений в наборе.

Формула Шеннона:

,

где

- вероятность того, что именно -е сообщение выделено в наборе из сообщений.

Легко заметить, что если вероятности

равны, то каждая из них равна , и формула Шеннона превращается в формулу Хартли.

В качестве единицы информации условились принять один бит (англ. bit — binary, digit — двоичная цифра).

Бит в теории информации — количество информации, необходимое для различения двух равновероятных сообщений.

А в вычислительной технике битом называют наименьшую "порцию" памяти, 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=2⁸).

На базе 8-разрядного двоичного кода в настоящее время существует множество систем кодирования. При создании первых версий IBM PC, которые работали только под управлением ОС MS DOS, была разработана кодировка ASCII (American Standard Code for Information Interchange – Американский стандартный код обмена информацией), содержащая латинские буквы, знаки препинания, скобки, специальные знаки и пробел.

Стандартный код ASCII включает:

· латинские строчные буквы 'А'...'Z' – порядковые номера в ASCII-таблице 65 – 90, прописные латинские буквы 'а'...'z' – порядковые номера 97 – 122;

· цифровые знаки '0'...'9' – порядковые номера 48–57;

· знаки препинания, специальные символы и пробел, например, '+', '/', '*', '%' и др.;

· управляющие коды, которые используются для разделения информации при ее кодировании и управлении работой внешних устройств компьютера.

В настоящее время разработана двухбайтная кодировка Unicode, которую поддерживает операционная система Windows NT. Коды символов в этой кодировке могут принимать значения от 0 до 65535.

Широко используются также ещё более крупные производные единицы информации:

· 1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 2¹⁰ байт,

· 1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 2²⁰ байт,

· 1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 2³⁰ байт.

В последнее время в связи с увеличением объёмов обрабатываемой информации входят в употребление такие производные единицы, как:

· 1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 2⁴⁰ байт,

· 1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 2⁵⁰ 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.

3.3 Что можно делать с информацией?

Информацию можно:

· создавать; · передавать; · воспринимать; · использовать; · запоминать; · принимать; · копировать;

· формализовать; · распространять; · преобразовывать; · комбинировать; · обрабатывать; · делить на части; · упрощать;

· собирать; · хранить; · искать; · измерять; · разрушать; · и др.

Все эти процессы, связанные с определенными операциями над информацией, называются информационными процессами.

3.4 Какими свойствами обладает информация?

Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Недостоверная информация может привести к неправильному пониманию или принятию неправильных решений.

Достоверная информация со временем может стать недостоверной, так как она обладает свойством устаревать, то есть перестаёт отражать истинное положение дел.

Информация полна, если её достаточно для понимания и принятия решений. Как неполная, так и избыточная информация сдерживает принятие решений или может повлечь ошибки.

Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т.п.

Ценность информации зависит от того, насколько она важна для решения задачи, а также от того, насколько в дальнейшем она найдёт применение в каких-либо видах деятельности человека.

Только своевременно полученная информация может принести ожидаемую пользу. Одинаково нежелательны как преждевременная подача информации (когда она ещё не может быть усвоена), так и её задержка.

Если ценная и своевременная информация выражена непонятным образом, она может стать бесполезной.

Информация становится понятной, если она выражена языком, на котором говорят те, кому предназначена эта информация.

Информация должна преподноситься в доступной (по уровню восприятия) форме. Поэтому одни и те же вопросы по-разному излагаются в школьных учебниках и научных изданиях.

Информацию по одному и тому же вопросу можно изложить кратко (сжато, без несущественных деталей) или пространно (подробно, многословно). Краткость информации необходима в справочниках, энциклопедиях, учебниках, всевозможных инструкциях.

3.5 Что такое обработка информации?

Обработка информации – получение одних информационных объектов из других информационных объектов путем выполнения некоторых алгоритмов.

Обработка является одной из основных операций, выполняемых над информацией, и главным средством увеличения объёма и разнообразия информации.

Средства обработки информации — это всевозможные устройства и системы, созданные человечеством, и в первую очередь, компьютер — универсальная машина для обработки информации.

Компьютеры обрабатывают информацию путем выполнения некоторых алгоритмов.

Живые организмы и растения обрабатывают информацию с помощью своих органов и систем.

4. Аппаратное обеспечение персонального компьютера

Компьютер является универсальным инструментом, предназначенным для обработки информации. Он способен выполнять вычисления, обрабатывать тексты, распознавать и формировать изображения, преобразовывать и анализировать сигналы, управлять разнообразными объектами и технологическими процессами, решать логические задачи и т. п.

Персональный компьютер – это совокупность аппаратного и программного обеспечения, эти две взаимосвязанные части не могут функционировать друг без друга.

Технические средства, которые входят в состав компьютера, называются его аппаратным обеспечением (hardware).

С помощью одного и того же компьютера можно решать большое количество разнообразных задач. Функционирование компьютера обеспечивается целым комплексом программ, называемым программным обеспечением (software).

Американский ученый Дж. фон Нейман в 1946г. сформулировал общие принципы организации и функционирования компьютеров, другими словами — описал архитектуру компьютеров, которую принято называть фон-неймановской.

Архитектуру современного компьютера, в которой используются идеи фон Неймана, иллюстрирует функциональная схема, приведенная на рис. 1. В соответствии с этой схемой, в состав аппаратной части компьютера должны входить такие основные устройства (функциональные блоки): центральный процессор, включающий устройство управления и арифметико-логическое устройство (АЛУ), оперативная память и устройства ввода и вывода.

Микропроцессор является самым главным элементом компьютера и представляет собой электронную схему, выполняющую все вычисления и обработку информации. Он осуществляет выполнение программ, работающих в компьютере, и управляет работой остальных устройств компьютера.

Программы и данные хранятся в единой, линейной памяти. Структурно оперативная память состоит из пронумерованных ячеек. Номер ячейки называется ее адресом. Процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Процессор выполняет команды одну за другой, т. е работает последовательно. После выполнения каждой команды, ее результат записывается в оперативную память.

Процессор современного персонального компьютера выполнен в виде микросхемы — единого микроэлектронного устройства, созданного на кристалле полупроводника и помещенного в миниатюрный корпус (поэтому он и называется микропроцессором).

Скорость работы процессора характеризуется тактовой частотой, которая задается специальным генератором и измеряется в мегагерцах (МГц); 1 МГц — это миллион тактов в секунду. Процессоры современных персональных компьютеров могут выполнять за такт несколько операций, а тактовая частота достигает тысяч мегагерц. Скорость работы процессора во многом определяет быстродействие компьютера.