Св-ва информации: запоминаемость, передаваемость, вопроизводимость, преобразуемость, стираемость

Запоминаемость — информацию можно хранить, используя некоторую физическую среду и процессы этой среды.

Передаваемость — информация может быть передана с помощью каналов связи (в том числе с помехами). Это свойство хорошо исследовано в рамках теории информации Клода

Шеннона. В данном случае имеется ввиду способность информации к передаче другой макроскопической системой и при этом сохранение тождественности самой себе.

Воспроизводимость — информация не изменяется при создании копии информации.

Если передаваемость означает, что не следует считать существенными пространственные отношения между частями системы, между которыми передается информация, то воспроизводимость характеризует неиссякаемость и неистощимость информации, т.е. что

при воспроизведении, информация остается тождественной самой себе.

Преобразуемость — информация может менять способ и форму своего существования. В общем случае количество информации в процессах преобразования меняется, но возрастать не может.

Стираемость — информация имеет такой вид преобразования, при котором ее количество уменьшается и становится равным нулю.

 

Кубит. Квантовые вычисления. Квантовый компьютер

Кубит — квантовый разряд или наименьший элемент для хранения информации в квантовом компьютере. Информация в квантовом компьютере кодируется в квантовых битах или кубитах. Эта единица не двоична, а скорее четверична по своей природе. Кубит может существовать не только в состоянии, соответствующем логическим 0 или 1, как классический бит, но также в состояниях, соответствующих смесли или суперпозиции этих классических состояний. Другими словами, кубит может существовать как ноль, как единица, и как одновременно 0 и 1.

Упрощённая схема вычисления на квантовом компьютере выглядит так: берется система кубитов, на которой записывается начальное состояние. Затем состояние системы или её подсистем изменяется посредством унитарных преобразований, выполняющих те или иные логические операции. В конце измеряется значение, и это результат работы компьютера. Роль проводов классического компьютера играют кубиты, а роль логических блоков классического компьютера играют унитарные преобразования. Такая концепция квантового процессора и квантовых логических вентилей была предложена в 1989 году Д. Дейчем.

Квантовый компьютер — это гипотетическое вычислительное устройство, существенно использующее при работе квантовомеханические эффекты, такие как квантовая суперпозиция и квантовый параллелизм. Предполагается, что это позволит преодолеть некоторые ограничения классических компьютеров. Полномасштабный квантовый компьютер является пока гипотетическим устройством, сама возможность построения которого связана с серьезным развитием квантовой теории в области многих частиц и сложных экспериментов.

 

Системы счисления. позиционные и непозиционные системы счисления

Система счисления — принятый способ записи чисел и сопоставления этим записям реальных значений. Все системы счисления можно разделить на два класса: позиционные и непозиционные. Для записи чисел в различных системах счисления используется некоторое количество отличных друг от друга знаков. Число таких знаков в позиционной системе счисления называется основанием системы счисления.

Отметим, что кроме рассмотренных выше позиционных систем счисления существуют такие, в которых значение знака не зависит от того места, которое ОН занимает в числе. Такие системы счисления называются непозиционными. Паи более известным примером непозиционной системы является римская. В ЭТОЙ системе используется 7 знаков (I, V, X, L, С, D, М), которые соответствуют следующим величинам:

I (1) V (5) X (10) L (50) С (100) D (500) М (1000)

Например: III (три), LIX (пятьдесят девять), DLV (пятьсот пятьдесят пять).

Недостатком непозиционных систем, из-за которых они представляют лишь, исторический интерес, является отсутствие формальных правил записи чисел и, соответственно, арифметических действий над ними (хотя по традиции римскими числами часто пользуются при нумерации глав в книгах, веков в истории и др.).

При работе с компьютерами приходится параллельно использовать несколько позиционных систем счисления (чаще всего двоичную, десятичную и шестнаднатеричную), поэтому большое практическое значение имеют процедуры перевода чисел из одной системы счисления в другую.

 

11. двоичная система счисления. Значение в вычислительной технике. Преобразование чисел с разными основаниями

Двоичная система счисления — это позиционная система счисления с основанием 2. В этой системе счисления, числа записываются с помощью двух символов (0 и 1).

Компьютеры используют двоичную систему потому, что она имеет ряд преимуществ перед другими системами:

*для ее реализации нужны технические устройства с двумя устойчивыми состояниями (есть ток — нет тока, намагничен — не намагничен и т.п.),

*представление информации посредством только двух состояний надежно и помехоустойчиво;

* возможно применение аппарата булевой алгебры для выполнения логических преобразований информации;

*двоичная арифметика намного проще десятичной.

Недостаток двоичной системы — быстрый рост числа разрядов, необходимых для записи чисел.

 

Для перевода чисел в десятичную систему счисления надо записать исходное число в развернутой форме и вычислить значение полученного выражения в десятичной системе счисления. Для перевода числа из десятичной системы счисления в двоичную нужно разложить десятичное число на слагаемые, представляющие собой степени числа 2.

 

Буква. Абстрактный алфавит. Код. Кодирование и декодирование

Буква как понятие, а не как символ характеризуется следующими свойствами:

самотождественность: а=а;

дискретность: а всегда отличается от в;

финитность: буква всегда принадлежит конечному множеству – алфавиту;

толерантность (терпение): буква может быть связана с любой смысловой единицей.

 

абстрактный алфавит. Информация передается в виде сообщений. Дискретная информация записывается с помощью некоторого конечного набора знаков, которые будем называть буквами, не вкладывая в это слово привычного ограниченного значения (типа "русские буквы” или "латинские буквы”). Буква в данном расширенном понимании – любой из знаков, которые некоторым соглашением установлены для общения. Например, при привычной передаче сообщений на русском языке такими знаками будут русские буквы – прописные и строчные, знаки препинания, пробел; если в тексте есть числа – то и цифры. Вообще, буквой будем называть элемент некоторого конечного множества (набора) отличных друг от друга знаков. Множество знаков, в котором определен их порядок, назовем алфавитом (общеизвестен порядок знаков в русском алфавите: А, Б,..., Я). (Алфавит Морзе, Алфавит клавиатурных символов ПЭВМ IBM, Алфавит арабских цифр, Алфавит языка блок-схем изображения алгоритмов и др.)

Кодирование и декодирование. В канале связи сообщение, составленное из символов (букв) одного алфавита, может преобразовываться в сообщение из символов (букв) другого алфавита. Правило, описывающее однозначное соответствие букв алфавитов при таком преобразовании, называют кодом. Саму процедуру преобразования сообщения называют перекодировкой. Подобное преобразование сообщения может осуществляться в момент поступления сообщения от источника в канал связи (кодирование) и в момент приема сообщения получателем (декодирование). Устройства, обеспечивающие кодирование и декодирование, будем называть соответственно кодировщиком и декодировщиком.

Источник. Кодировщик. Сообщение. Помехи. Декодеровщик. Приемник.

ASCII. Unicode.

Источник – это устройство, которое передает информацию.

Кодировщик - Устройства, обеспечивающие кодирование.

Помехи – это модель шумов, помех и других сигналов, заглушающих основной сигнал. Источники помех могут быть внешними, например, так называемые "наводки" от мощных потребителей электричества или атмосферных явлений, приводящие к появлению нарушений в радиосвязи; одновременное действие нескольких близко расположенных однотипных источников (одновременный разговор нескольких человек). К помехам могут приводить и внутренние особенности данного канала, например, физические неоднородности носителя; паразитные явления в шинах. Если уровень помех оказывается соизмерим с интенсивностью несущего сигнала, то передача информации по данному каналу оказывается вообще невозможной.

Декодировщик – это прибор, который принимает закодированные единицы информации, раскодирует и пишет в буфер для приемника.

Приемник – это устройство, принимающее информацию от Источника.

 

(Другим способом защиты от помех является использование специальных методов кодирования информации, о чем речь пойдет ниже.

После прохождения вторичного сообщения по каналу связи оно попадает в приемное устройство, где одновременно преобразуется в форму, необходимую для дальнейшей интерпретации. Если перед передачей применялось кодирование, после приема вторичное сообщение направляется в декодер (ДК) и лишь затем – к получателю (потребителю) информации. При этом декодер может быть совмещен с преобразователем (например, телеграфный аппарат или компьютер) или с приемником информации (радист, принимающий сигналы азбуки Морзе и интерпретирующий их)).

ASCII (англ. American Standard Code for Information Interchange) — американская стандартная кодировочная таблица для печатных символов и некоторых специальных кодов. ASCII представляет собой кодировку для представления десятичных цифр, латинского и национального алфавитов, знаков препинания и управляющих символов. Изначально разработанная как 7-битная, с широким распространением 8-битного байта ASCII стала восприниматься как половина 8-битной. В компьютерах обычно используют расширения ASCII с задействованной второй половиной байта (например КОИ-8).

Юнико́д (англ. Unicode) — стандарт кодирования символов, позволяющий представить знаки практически всех письменных языков.Стандарт предложен в 1991 году некоммерческой организацией «Консорциум Юникода» Применение этого стандарта позволяет закодировать очень большое число символов из разных письменностей: в документах Unicode могут соседствовать китайские иероглифы, математические символы, буквы греческого алфавита, латиницы и кириллицы, при этом становится ненужным переключение кодовых страниц.