Adat és információ

Információ, tudás  A latin informatio = felvilágosítás, tájékoztatás, oktatás szóból  Minden, ami megkülönböztet  Új ismeretté értelmezett adat  Feltételez egy értelmezőt  Információt önmagában tárolni, továbbítani lehetetlenség. Továbbítani tárolni csak olyan közleményt lehet, amely információt tartalmaz. A közlemény jelekből épül fel. Az információ a közlemény tartalmi aspektusa.  Az emberi elmében rendszerezett, elérhető és alkalmazható információ a tudás. A tudás mindig előrejelző (prognosztív) természetű.

Adat, jel  Jelentésétől megfosztott jelsorozat  A közlemény formai aspektusa  A számítógépek adatokat manipulálnak, tárolnak, továbbítanak.  Jelek: a közlemény alkotóelemei, az adatok fizikai hordozói. Lehet analóg és digitális.  Szintaktika: a jelek egymáshoz való viszonya  Szemantika: a jel és a jelentés viszonya  Pragmatika: a jel és a használója közötti viszony

Az információ mennyisége  Az információelmélet kidolgozása Shannon nevéhez köthető.  Egy közlemény információtartalmának meghatározásához Shannon speciális, ún. „szupertömény” közleményeket vizsgált. Itt a közlemény minden egyes jele egymástól független és önmagában is információt hordoz. (Pl. egy totó tipposzlop: 1,2,X,1,1,1,2,2,2,X,X,X,1,2)  A közlemény jelkészlete azoknak a jeleknek a számát adja meg, amelyekből felépül a közlemény. (A példában 3 darab jel van – 1,2 és X – tehát a jelkészlet s = 3)

A jelkészlet összinformációmennyisége  Egyetlen jellel annyi darab különböző közlemény alkotható, amennyi a jelkészlet elemeinek a száma. (Példánkban vagy az „1”, vagy a „2”, vagy az „X”)  A lehetséges közlemények száma a jelek számával exponenciálisan növekszik. (Egy 3 elemű jelkészlet esetén: 1 jellel 3, 2 jellel 9, 3 jellel 27 különböző közlemény alkotható.)  Tehát a teljes jelkészlet összinformációmennyisége S = s j, ahol s a jelkészlet, j pedig a közlemény jeleinek száma

Egyetlen közlemény információmennyisége  A közlemény információmennyisége megegyezik a jelkészlet összinformációmennyiségével! Tehát a közlemény információmennyisége S = s j. A könnyebb kezelhetőség végett logaritmizáljuk az egyenlőséget, és megkapjuk az információ mértékegységeit. I = log(s) = log(s j ) = j*log(s). Tehát a közlemény információmennyisége S = s j. A könnyebb kezelhetőség végett logaritmizáljuk az egyenlőséget, és megkapjuk az információ mértékegységeit. I = log(s) = log(s j ) = j*log(s).  Egyetlen jel információmennyisége log(s), egy j darab jelből álló közlemény információmennyisége pedig j*log(s).  Mindez csak akkor igaz, ha a jelek előfordulási valószínűsége azonos!

Az információ mértékegységei  A használt mértékegység a logaritmus alapszámától függ. I = j*log 2 (s) bit, I = j*lg(s) hartley, I = j*ln(s) nat Mindez csak akkor igaz, ha a jelek előfordulási valószínűsége azonos! Feladatok: Mennyi az információtartalma egy totó tipposzlopnak (bitben, natban, hartleyban)? Mennyi az információtartalma annak a szupertömény közleménynek, amely 100 egymást követő kockadobás eredményét tartalmazza (bitben)?

Redundancia  Ha a közleményt továbbítani akarjuk, akkor valamilyen csatornán keresztül tudjuk ezt megtenni. Ez lehet térbeli és időbeli is. Mindenképpen számolnunk kell azzal, hogy a továbbítás során sérülhet a közlemény.  Zaj: minden olyan jel a csatornában, amely nem része a közleménynek.  Redundancia = terjengősség. Az információt a minimálisan szükségesnél több jelből álló közleménnyel írjuk le, az átviteli hibák detektálása, vagy javítása céljából.

Tömörítés  A közlemény átalakítása olyan módon, hogy kevesebb jelből álljon, ugyanakkor az információtartalma egyáltalán ne, vagy csak elfogadható mértékben csökkenjen.  Veszteséges tömörítés (forráskódolás): jpeg, mpeg, mp3  Veszteségmentes tömörítés (entrópiakódolás): RLE, Huffmann, LZW

Adatábrázolás a számítógépen  Az informatikában minden adat 0 és 1 számjegyek sorozataként kerül tárolásra! (Nincsenek karakterek, minuszjel, tizedespont)  Numerikus adatok ábrázolása:  Egész számok: fixpontos számábrázolás  Valós számok: lebegőpontos számábrázolás (karekterisztika és mantissza)  Negatív számok: előjelbit  Karakteres adatok : ASCII kódtábla, UNICODE kódolás

Adatábrázolás a számítógépen  Az informatikában minden adat 0 és 1 számjegyek sorozataként kerül tárolásra! (Nincsenek karakterek, minuszjel, tizedespont)  Numerikus adatok ábrázolása:  Egész számok: fixpontos számábrázolás  Valós számok: lebegőpontos számábrázolás (karekterisztika és mantissza)  Negatív számok: előjelbit  Karakteres adatok : ASCII kódtábla, UNICODE kódolás

Adatábrázolás a számítógépen  Képek:  Vektorgrafikus  Raszteres (színrendszerek, tömörítés)  Hang:  Hanghullám (wav, mp3)  MIDI  Videó:  Kép + hang  kodekek