ENVIRONMENTÁLNÍ INFORMATIKA A REPORTING

1. ENVIRONMENTÁLNÍ INFORMATIKA A REPORTING I. Teoretické zdroje informatiky

2. Teoretické zdroje informatiky Potřebnost informací:každá cílová činnost organismu je založena na získávání a využívání informací TEORIE INFORMACEvěda o měření, kódování, přenosu, uschování, zpracování a využití informací Základy: N. Wiener (Kybernetika) R. V. L. Hartley a C. E. Shannon Základní pojmy: INFORMACEúdaj o reálném prostředí, o jeho stavu a procesech jež v něm probíhají, který zmenšuje neznalost příjemce informace o prostředí a modifikuje varietu jeho chování ZPRÁVA jakékoliv sdělení, interakce mezi objekty a jejich okolím, skládající se ze znaků SIGNÁL prostředek hmotného charakteru pro přenos nehmotné zprávy ENIN – Teoretické zdroje informatiky I 2

3. Teoretické zdroje informatiky TEORIE INFORMACE  snaha o nalezení kvantitativní míry informace, abstrahuje od obsahu Základní vlastnosti informace • má nehmotný charakter • je vždy spojena s fyzikálním nositelem, signálem • musí být spojena s procesy, které se uskutečňují • musí být měřitelná, aby měla požadovaný význam • sdělení, které příjemci modifikuje varietu chování Kvantifikace informace • jakékoliv sdělení – vyjádřeno pomocí znaků, přenášeno signálem • znaky – písmena, číslice, piktogramy, elektrické impulsy, světelné záblesky atd. • abeceda – množina dohodnutých, použitelných znaků • zpráva – kombinace znaků z abecedy uspořádaných podle pravidel tak, aby byla srozumitelná • znaky mimo abecedu se nepřipouští • odesilatel i příjemce zprávy musí použít stejnou abecedu ENIN – Teoretické zdroje informatiky 3

4. Teoretické zdroje informatiky Množství informace (H) – úměrné počtu použitých znaků (m) H = k · m k – konstanta úměrnosti Máme-li n znaků abecedy a délku zprávy m=> lzevytvořit nm různých zpráv a množství informace je H = log2nm = m log2n Nahradíme nm = k => H = log2 ktj. množstvíinformace, při jednom z možných případů Základní jednotka informace: 1 bit(definoval R. V. L. Hartley 1928) 1 b = log2 2 1 bit jako jednotka množství informace je informace o tom, že jeden znak (m = 1), který může nabýt hodnoty 0nebo 1(n = 2), právě nabyl se stejnou pravděpodobností některou hodnotu. ENIN – Teoretické zdroje informatiky 4

5. Teoretické zdroje informatiky Hartley: každýjev má stejnou pravděpodobnost výskytu C. E. Shannon: jednotlivé jevy mají reálnou pravděpodobnost výskytu informovanost množství informace není ve zprávě rozloženo rovnoměrně střední množství informace připadající na jeden znak zprávy (INFORMAČNÍ) ENTROPIE: ENIN – Teoretické zdroje informatiky 5

6. Teoretické zdroje informatiky ENTROPIE míra uspořádanosti/neuspořádanosti a míra informovanosti V termodynamice entropie představuje ztráty na mechanické práci tím, že byl zrušen tepelný spád (gradient) mezi dvěma systémy. Příklad: Jedním systémem je nádoba s horkou vodou, druhým nádoba s vodou studenou, využitím tepelného spádu lze získat mechanickou práci. Jestliže je ale voda horká smíchána se studenou, zrušil se tepelný spád a vzrostla entropie soustavy. Entropie u tepelných strojů vyjadřuje uspořádanost nebo neuspořádanost. Použití entropie k měření množství informace znamená, že množství informace se rovná rozdílu informovanosti před přijetím informace a po přijetí informace I = H0 – H1 • Entropie (neurčitost, neuspořádanost, míra množství informace) roste s rovnoměrnějším rozdělením pravděpodobnosti jednotlivých zpráv. • Růst entropie znamená přechod k větší neuspořádanosti a nerozlišitelnosti. • Uspořádanost soustavy se může zvyšovat přijímáním informací. • Entropie je míra organizovanosti (uspořádanosti, poznanosti) jevů. ENIN – Teoretické zdroje informatiky 6

7. Teoretické zdroje informatiky Rozdíl mezi maximální možnou a skutečnou entropií je redundance REDUNDANCE míra relativní nadbytečnosti informace • Nadbytečnost není samoúčelná • Využívá se pro přenos zpráv (kódování) • část signálů v přenášené zprávě nadbytečná = redundantní (zdvojení zprávy, samoopravné kódy, paritní bity atd.) • odstranění informačního šumu – zajištění srozumitelnosti zprávy • umožňuje opravit chyby přenosu, rekonstruovat porušenou zprávu • Neredundantní zpráva – nelze odstranit žádný znak aniž by se porušila srozumitelnost ENIN – Teoretické zdroje informatiky 7

8. Teoretické zdroje informatiky KOMUNIKAČNÍ PROCES proces přenosu zpráv (informací) Uskutečňuje se: • člověk – člověk • člověk – prostředí/stroj • prostředí/stroj– prostředí/stroj Tok informací – časová posloupnost přenosu zpráv Komunikační kanál – soubor prostředků a zařízení pro přenos zpráv Informační šum – poruchy vznikající při přenosu zpráv komunikačním kanálem ZI – zdroj zprávy GK – generátor kódu VY – vysílač KK – komunikační kanál PŘ – přijímač DK – dekodér PI – příjemce zprávy ZP – zdroj poruch ENIN – Teoretické zdroje informatiky 8

9. Teoretické zdroje informatiky KOMUNIKAČNÍ PROCES SIGNÁL hmotný, fyzikální nositel zpráv (informací) Kapacita komunikačního kanálu – množství signálu přeneseného KK za určitou dobu Signál: • vázán na existenci soustavy vysílač–přijímač • fyzikální podstata nezávislá na obsahu zprávy • tentýž signál může přenášet různé zprávy • jednu zprávu může přenášet více různých signálů • jeden a týž signál může být přenášen různými přenosovými kanály a na různé vzdálenosti • lze zaznamenat a uschovat pro pozdější využití • spojitý/nespojitý • je měřitelný a má číselně vyjádřitelné charakteristiky (frekvence, síla) • rychlost přenosu – Baud (Bd) = bit/s • rychlost vysílání a přenosu úměrná výskytu chyb ENIN – Teoretické zdroje informatiky 9

10. Teoretické zdroje informatiky OBSAH INFORMACE ENIN – Teoretické zdroje informatiky 10

11. Teoretické zdroje informatiky DATA, INFORMACE, ZNALOSTI Po obsahové stránce totožné – odraz (model, reprezentace) reálného světa DATAjakékoli vyjádření skutečnosti, schopné přenosu, uchování, interpretace či zpracování, umožňují přenášet a zpracovávat odraz skutečnosti (zpráva) INFORMACE význam přisouzený datům; to, co vede k odstranění existující neurčitosti, nejasnosti nebo nevědomosti (vznikají zpracováním dat) ZNALOST chápe se jako to, co jednotlivec vlastní (ví) po osvojení dat a informací a po jejich začlenění do souvislostí, výsledek poznávacího procesu, předpoklad uvědomělé činnosti, znalosti umožňují porozumět skutečnosti ENIN – Teoretické zdroje informatiky 11

12. Teoretické zdroje informatiky KONEC