Формы представления и преобразования информации

При любых видах работы с информацией всегда идет речь о ее представлении в виде определенных символических структур. Наи­более распространены одномерные представления информации, при которых сообщения имеют вид последовательности символов. Так информация представляется в письменных текстах, при передаче по каналам связи, в памяти ЭВМ. Однако широко используется и многомерное представление информации, причем под много­мерностью понимается не только расположение элементов инфор­мации на плоскости или в пространстве в виде рисунков, схем, графов, объемных макетов и т.п., но и множественность признаков исполь­зуемых символов, например цвет, размер, вид шрифта в тексте.

Формирование представления информации называется ее коди­рованием. В более узком смысле под кодированием понимается переход от исходного представления информации, удобного для восприятия человеком, к представлению, удобному для хранения, передачи и обработки. В этом случае обратный переход к исходному представлению называется декодированием.

При кодировании информации ставятся следующие цели:

1. удобство физической реализации;
2. удобство восприятия;
3. высокая скорость передачи и обработки;
4. экономичность, т.е. уменьшение избыточности сообщения;
5. надежность, т.е. защита от случайных искажений;
6. сохранность, т.е. защита от нежелательного доступа к инфор­мации.

Эти цели часто противоречат друг другу. Стремясь к экономным сообщениям, мы тем самым уменьшаем их надежность и удобство восприятия. Экономные сообщения могут повысить скорость обра­ботки информации (более короткое сообщение будет передано или прочтено быстрее), но могут и уменьшить ее. А защита информации от нежелательного доступа уменьшает объем хранимой информации и замедляет работу с ней.

На разных этапах обработки информации достигаются разные цели и поэтому информация, неоднократно перекодируется, преобра­зуется из вида, удобного для восприятия человеком, к виду, удобному для обработки автоматическими средствами, и наоборот. Такое представление происходит, например, при передаче телеграмм, при программировании на ЭВМ.

Рассмотрим способы представления информации в ЭВМ. Для записи, хранения и выдачи по запросу информации, обрабатываемой с помощью ЭВМ, предназначено запоминающее устройство (или память) ЭВМ.

В отличие от обычной словесной формы, принятой в письменной речи, информация в памяти ЭВМ записывается в форме цифрового двоичного кода. Это объясняется тем, что электронные элементы, из которых строится оперативная память, могут находиться только в одном из двух устойчивых состояний, которые можно интерпре­тировать как 0 или 1.

Количество информации, которое может помещаться в один элемент памяти (0 или 1), называемое битом, очень мало и не несет никакой смысловой нагрузки. Однако если соединить несколько таких элементов в ячейку, то тогда можно сохранить в запо­минающем устройстве столько информации, сколько потребуется. Последовательность битов, рассматриваемых аппаратной частью ЭВМ как единое целое, называется машинным словом.

Так как оперативная память ЭВМ состоит из конечной последо­вательности слов, а слова — из конечной последовательности битов, то объем представляемой в ЭВМ информации ограничен емкостью памяти, а числовая информация может быть представлена только с определенной точностью, зависящей от архитектуры памяти данной ЭВМ.