Сперва немного философии. Все слышали про вечный спор между физиками и лириками. Одни утверждают, что материя первична, другие делают упор на информацию. Кто первый начал этот спор и почему он происходит в таком русле, трудно сказать. Но есть еще одно понятие, которое на мой взгляд обделяют вниманием - это слово мера ( Мѣра). Что же это за понятие, и что оно нам дает.
Предположим есть предмет - кружка. В данном случае материальная составляющая - это сама кружка. Теперь информация о ней в нескольких видах.
1. Кружка белая, металлическая
2. Информация в виде фотографии
3, Кружка, эмалированная, сбоку есть ручка. Размеры кружки(отдельной талицей), сплав. Технология изготовления. Все это приведено в описании(например).
Как видим предмет один и тот же, а представление о нем разное. Здесь и можно ввести понятие, материальность одна, информация об этом предмете, друг другу не противоречит и по сути одна и та же, а вот количество и качество этой информации разное, В данном случае самое просто описание - это первое, вторая фотография дает уже большее представление о кружке, плюс открываются некоторые детали.
Третье описание можно считать наиболее полным из всех перечисленных. По нему можно понять, что это за кружка и как можно её изготовить снова.
Но на самом деле, эта информация тоже не точна, так как полная информация , должна учитывать, всю историю кружки, от того какая руда использовалась, каким образом и на каком оборудовании обрабатывалась. При какой температуре шла обработка, сколько остывала и так далее. Для кружки это может не так важно, а для лопатки турбины мощного самолета, это очень важно и вся эта информация хранится.
Здесь и возникает понятие - мера информации. Сюда входит не только количество, но и качество информации.
Пример изображения кирпича, это намного больше чем просто слово "кирпич", но фото не включает основные тепломеханические свойства кирпича, так важные при строительстве.
После того как есть немного понимания о связке материя -информация - мера, хочется сказать, что информация сама по себе существовать не может. Обязательно нужен материальный носитель.
Теперь переходим к количественной оценке информации.
Источником информации может служить любой объект или любое явление, далее есть сигнализатор или обработчик информации- чувствительный элемент, то что преобразует сигнал из одного вида в другой. После этого информация уже обработанная передается до места хранения и попадает в архив. Способов хранения и передачи информации множество, опять же нужна универсальная МЕРА для сравнения объема одного вида информации с объемом другого вида информации.
В 1948 году известный ученый в области связи Клод Шеннон предложил новое понятие бит(bit), и обозначил его как минимальная мера информации. Понятие двоичного исчисления существовало давно. Еще Лейбниц в 1703 году описывая двоичную арифметику и упоминал, что уже в Китае существовало понятие китайского двоичного разряда. Все мы знаем Инь и Ян (0 - 1).
Теперь подробнее о бите, если взять один разряд числа или буквы (любого символа) то минимальное число разных состояния разряда - 2. В десятичной системе исчислении одному разряде - цифре соответствуют значения 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9. В разряде букв английского алфавита - 26 различных состояний. В разряде русской азбуки -33 различных состояний. В Кириллице -43 различных состояния.
Сколько можно взять минимальное число состояний, чтобы разряд нёс в себе информацию.
0 - то есть, если состояний нет то и информации новой нет, значит 0 просто не подходит.
1- предположим у нас алфавит из одной буквы, тогда разряд несет одно состояние. Пусть будет буква А. Тогда если взять слова длиной в три символа, то получим только такой вид ААА ААА ААА ААА ААА ... Как видим в итоге символ есть, а информативности в нем нет. Также отклоняем.
2 - то есть на один разряд можем записать два различных состояния: 0 или 1, А или Б, Д(да) или Н(нет), Таким образом если сгруппировать разряды по три, то можно передать 8 разных состояний 000 001 010 011 100 101 110 111, как видим, если взять за основу двоичный код, то получим минимальную меру информации.
Так например теперь стоит задача, сколько битов нужно, чтобы выразить всю азбуку русского языка - 33 буквы. Если взять 5 бит, то получим 16 различных состояний, Тогда подключим еще один разряд и 6 бит дадут уже 32 различных состояния. Что, тоже меньше чем 33, значит нужно брать 6 разрядов. 64 различных состояния вместят в себя 33 состояния.
Но каждый раз подбирать так, не совсем удобно, например сколько нужно разрядов для описания 43513548 различных состояний, тогда просто берется логарифм этого числа по основанию два и округляется в большую сторону. Так чтобы описать число миллиард, в десятичной системе необходимо 10 разрядов. 1000000000 в двоичной системе log2(1000000000)=29,897, то есть получим, что 30 разрядов вполне достаточно.
Если взять 8 бит и объединить их в одно слово, ячейку, число - как удобней таки называйте, то получим один байт.
В силу того, что 2 в 10 степени будет 1024, принято считать что в одном килобайте 1024 байта,При том что в одном килобите всего 1000 бит, а не 1024 как у килобайтов. Отсюда возникает путаница при указании ёмкости у различных носителей информации.
Так получается, что в одном мегабайте 1024 килобайт или 1048576 байт. И наоборот, 1000000 байте, это совсем не 1 мегабайт, а всего лишь 0,9537421640625 мегабайт. Но обычному пользователю это на самом деле не так важно знать про 1000 и 1024.
Подводим итог:
1. Любая информация переносится и хранится только на материальном носителе.
2. Сам материал содержит в себе больше информации о себе, чем просто какая-то информация о нем.
3. Качество и количество информации о любом материальном предмете выражается с помощью меры.
4. Минимально допустимая мера информации - один бит.
5. Бит - это мера цифровой информации, для аналоговой информации, немного другие законы, но она легко цифруется с заданной точностью.
Если Вам понравилась публикация, подписывайтесь на канал, за Ваши лайки чаще показывают Наши публикации.
Для поиска публикаций через поисковые системы, просто вводите слово Вивитроника.
Если есть вопросы или по желания, то пишите, через Обратную связь.
Канал телеграм.