Восприятие и представление информации.
1. Восприятие информации
Человек воспринимает информацию из окружающего мира с помощью своих органов чувств; их пять: органы зрения, слуха, вкуса, обоняния, осязания.
Более 90% информации поступает к нам через зрение и слух. Но и запахи, и вкусовые, и осязательные ощущения тоже несут информацию. Например, почувствовав запах гари, вы узнаёте, что на кухне сгорел обед, о котором забыли. На вкус вы легко узнаёте знакомую пищу, оцениваете количество сахара или соли в блюде. На ощупь, т. е. через контакт с кожным покровом, вы узнаёте знакомые предметы даже в темноте, оцениваете температуру внешних объектов. Мы их помним, т. е. они хранятся в нашей памяти. Значит это тоже наши знания, а стало быть информация.
Таким образом, существуют разные способы восприятия информации человеком, связанные с разными органами чувств, через которые она поступает:
· через зрение мы получаем информацию в виде изображения;
· через слух воспринимается информация в звуковом виде;
· через обоняние воспринимается информация в виде запахов;
· через вкус – информация от вкусовых ощущений;
· через осязание – информация в виде осязательных (тактильных) ощущений.
Можно сказать, что зрение, слух, вкус, обоняние, осязание являются информационными каналами между внешним миром и человеком. При утрате одного из таких каналов( например, зрения или слуха) усиливается информационная роль других каналов. Известно, что незрячие люди острее слышат, для них возрастает значение осязания.
2. Знаковая информация
Полученную информацию человек может запомнить или записать, а также передать другому человеку. Передача информации человеком чаще всего производится в знаковой форме, т. е. на каком-либо языке.
Язык – знаковая система представления и обмена информацией.
У каждого народа свой национальный разговорный язык. Эти языки – русский, французский, немецкий и др. – лингвисты называют естественными языками. Естественные языки имеют устную (фонетика) и письменную (грамматика) форму.
Сначала появилась речь, а потом – письменность. Письменность для того и нужна, чтобы зафиксировать, например, на бумаге человеческую речь.
В истории человечества сформировались следующие формы письменности:
· звуковая – отдельные буквы (знаки) или сочетания букв обозначают звуки речи (фонемы), а знаки препинания – паузы, интонации (используется в большинстве европейских стран);
· слоговая – один значок обозначает слог (используется в Японии);
· идеографическая – один значок (иероглиф) обозначает слово или его значительную часть (используется в Китае);
· пиктографическая – самая древняя форма письменности, которая идёт от первобытных людей. Одна пиктограмма – это рисунок, обозначающий можно понятие или даже целое сообщение. Пиктографическая символика используется и сегодня. Например, дорожные знаки, кнопки с пиктограммами в интерфейсе компьютерных программ.
Кроме разговорных (естественных) языков существуют формальные языки. Как правило, это языки какой-нибудь профессии или области знаний. Например, математическую символику можно назвать формальным языком математики; нотную грамоту – формальным языком музыки.
Информация, воспринимаемая человеком в речевой или письменной форме, называется символьной (знаковой) информацией.
3. Формы представления информации человеком
1. Текст на естественном языке в устной или письменной форме. Можно привести примеры разных способов знакового обмена информацией, заменяющих речь. Например, глухонемые люди речь заменяют жестикуляцией. Жесты дирижёра передают информацию музыкантам. Судья на спортивной площадке пользуется определённым языком жестов, понятным игрокам.
2. Символы формального языка: числа, математические формулы, ноты химические формулы, дорожные знаки и пр.
3. Графическая форма: рисунки, схемы, чертежи, карты, графики, диаграммы. Наглядность графической информации облегчает понимание заложенного в неё содержания.
4. Образная информация
Однако запахи, вкусовые и осязательные ощущения не могут быть переданы с помощью знаков. Безусловно, они несут информацию, поскольку мы их запоминаем, узнаём. Такую информацию будем называть образной информацией.
Образная информация – это идеальная форма восприятия человеком предметов и явлений материального мира.
К образной относится также информация, воспринимаемая зрением и слухом, например, шум ветра, пение птиц, картины природы, живопись. Образное восприятие информации чаще всего имеет место в результате непосредственного контакта с объектами внешнего мира.
Домашнее задание
§2, подготовиться к проверочному тесту, карточка
Домашнее задание № 1
1. Как читают незрячие люди? Какие органы чувств при этом задействованы?
2. Чем отличается чтение нот от прослушивания музыки с точки зрения формы принимаемой информации?
3. Грамотный музыкант способен услышанную музыку записать нотами. Какое преобразование формы музыкального произведения он при этом производит? Опишите ситуацию обратного преобразования.
4. Попробуйте с информационной точки зрения объяснить такой феномен: ощущение человеком вкусов и запахов во сне.
Домашнее задание № 2
«Шифр Цезаря». Этот шифр реализует следующее преобразование текста: каждая буква исходного текста заменяется третьей после неё буквой в алфавите, который считается написанным по кругу.
1. Используя этот шифр, зашифруйте слова ИНФОРМАЦИЯ, КОМПЬЮТЕР, ЧЕЛОВЕК.
2. Расшифруйте слово НУЛТХСЁУГЧЛВ, закодированное с помощью шифра Цезаря.
Содержательный подход к измерению информации.
1. Определение единицы измерения информации
В окружающем нас мире есть три субстанции: вещество, энергия, информация. Первые два мы умеем измерять, для них придуманы единицы измерения. Как измерить информацию?
Поскольку мы рассматриваем понятие информации с позиции человека (его знания), то количество информации, заключённой в сообщении, определяется объёмом знаний, который несёт это сообщение получающему его человеку.
Сообщение – это информационный поток, который в процессе передачи информации поступает к получателю.
Любое сообщение содержит в себе информацию. Но будет ли одно и то же сообщение нести равное количество информации для всех людей? Например, таблица умножения или учебник по высшей математике.
Сообщение информативно, если оно содержит новые знания для человека и понятно ему.
Т. о., если сообщение неинформативно для человека, то количество информации в нём с точки зрения этого человека равно нулю. Количество информации в информативном сообщении больше нуля.
Также при содержательном подходе возможна качественная оценка информации: полезная вредная, важная, безразличная и т. д. Одну и ту же информацию разные люди могут оценивать по-разному. Поэтому всё же хотелось бы научиться измерять количество информации в сообщении.
Рассмотрим пример с подкидыванием монеты. Могут выпасть орёл или решка. Эти события равновероятны, т. е. ни одно из них не имеет преимуществ перед другим.
События равновероятны, если ни одно из них не имеет преимуществ перед другими.
Т. о., число возможных вариантов результата подкидывания монеты – два, а значит и неопределённость знаний о результате тоже равна двум. Пусть выпал орёл. Зрительное сообщение об этом уменьшило неопределённость знания в два раза, действительно, было два варианта, остался один.
Сообщение о том, что произошло одно событие из двух равновероятных, несёт 1 бит информации.
В теории информации было дано более общее определение единицы измерения информации:
Сообщение, уменьшающее неопределённость знаний в два раза, несёт 1 бит информации.
где
Неопределённость знаний о некотором событии – это количество возможных результатов события.
Причём речь идёт именно о равновероятных событиях возможностях результата события. Например, если речь идёт о погоде, то в зависимости от сезона сведения о том, что будет дождь или снег, могут иметь разную вероятность. Летом наиболее вероятно сообщение о дожде, зимой – о снеге, а в межсезонье они могут оказаться равновероятными.
2. Формула определения количества информации в сообщении
Рассмотреть примеры и записать в виде таблицы:
Подкидывание монеты N = 2 = 21, i = 1 бит
Оценки ВУЗа N = 4 = 22, i = 2 бита
Угадывание чисел в диапазоне от 1 до 8 N = 8 = 23, i = 3 бита
N = 2i
Метод поиска, на каждом шаге которого отбрасывается половина вариантов, называется методом половинного деления.
Количество информации i, содержащееся в сообщении о том, что произошло одно из N равновероятных событий, определяется из решения показательного уравнения:
2i = N
где N – количество равновероятных событий (неопределённость знаний),
i – количество информации, которое несёт сообщение об одном событии.
Удобнее всего измерять информацию, если N равна целой степени числа 2. Составим таблицу степеней двойки:
i | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
N = 2i | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 | 512 | 1024 |
Домашнее задание
П. 1.1 (стр. 148), карточка
Домашнее задание № 3
1. Группа школьников пришла в бассейн, в котором 4 дорожки для плавания. Тренер сообщил, что группа будет плавать на дорожке номер 3. Сколько информации получили школьники из этого сообщения?
2. В корзине лежат 8 шаров. Все шары разного цвета. Сколько информации несёт сообщение о том, что из корзины достали красный шар?
3. При угадывании целого числа в диапазоне от 1 до N было получено 7 бит информации. Чему равно N?
