Для визначення кількості інформації потрібно знайти спосіб представити будь-яку її форму (символьну, текстову, графічну) у єдиному вигляді. Інакше кажучи, треба зуміти ці форми інформації переробити так, щоб вона одержала єдиний стандартний вигляд. Таким виглядом стала так звана двійкова форма представлення інформації. Вона полягає в записі будь-якої інформації у вигляді послідовності тільки двох символів.
Ці символи можуть на папері позначатися будь-яким способом: буквами А, Б; словами ТАК, НІ. Однак заради простоти запису користуються цифрами 1 і 0. В електронному апараті, що зберігає або обробляє інформацію, дані символи можуть також позначатися по-різному: один із них — наявністю в запропонованій точці електричного струму або магнітного поля, другий — відсутністю в цій точці електричного струму або магнітного поля.
Методику представлення інформації у двійковій формі можна пояснити у такій грі. Від співрозмовника слід одержати потрібну нам інформацію, ставлячи будь-які питання, а одержуючи у відповідь тільки одне з двох: ТАК або НІ.
Відомим способом одержання під час цього діалогу двійкової форми інформації є перелічення всіх можливих подій.
Розглянемо найпростіший приклад одержання інформації. Ви ставите тільки Одне питання: «Чи йде дощ?». При цьому домовимося, що з однаковою імовірністю очікуєте відповідь: «ТАК» або «НІ». Легко побачити, що кожна з цих відповідей несе найменшу порцію інформації. Ця порція визначає одиницю виміру інформації, що називається бітом. Завдяки введенню поняття одиниці інформації з'явилася можливість визначення розміру будь-якої інформації числом бітів. Образно кажучи, якщо, наприклад, об'єм ґрунту визначають у кубометрах, то об'єм інформації — у бітах.
Умовимося кожну позитивну відповідь представляти цифрою 1, а негативну — цифрою 0. Тоді запис усіх відповідей утворить багатозначну послідовність цифр, що складається з нулів і одиниць, наприклад 0100.
Розглянутий процес одержання, двійкової інформації про об'єкти дослідження називають кодуванням інформації. Кодування інформації переліченням усіх можливих подій дуже трудомістке. У зв'язку з цим кодування на практиці здійснюється простішим способом. Він ґрунтується на тому, що один розряд послідовності двійкових цифр має вже удвічі більше різних значень — 00, 01, 10, 11, — ніж однорозрядна послідовність (0 і 1). Трирозрядна послідовність має також удвічі більше значень — 000, 001, 010, 011, 100, 101, ПО, 111, — ніж дворозрядна, і т. д. Додавання одного розряду збільшує число значень удвічі.
Користуючись цим, легко закодувати будь-яку кількість подій. Наприклад, нам потрібно закодувати 33 літери українського алфавіту, для цієї мети недостатньо узяти п'ять розрядів, тому що п'ятирозрядна послідовність має тільки 32 різні значення, доведеться взяти шестирозрядну послідовність з 64 значень.
В інформаційних документах широко використовуються не тільки кириличні, але й латинські букви, цифри, математичні знаки й інші спеціальні знаки, всього приблизно 200—250 символів. Тому для кодування всіх зазначених символів використовується восьмирозрядна послідовність цифр Oil. Наприклад, українські літери представляються восьмирозрядними послідовностями в такий спосіб: А - 11000001, І - 11001011, Я - 11011101.
Слід зазначити, що такий спосіб кодування використовується тоді, коли до нього не висуваються додаткові вимоги, припустімо, що необхідно вказати на якусь помилку, виправлення помилки, забезпечити таємність інформації. У цих випадках застосовують спеціальне кодування, при використанні якого коди виходять довшими, ніж у зазначеному способі.
Для представлення графічної інформації у двійковій формі використовується так званий точковий спосіб. На першому етапі зображення поділяють вертикальними й горизонтальними лініями. Чим більше при цьому вийшло квадратів, тим точніше буде передана інформація про картинку. Як відомо з фізики, будь-який колір можна представити у вигляді суми різної яскравості зеленого, синього, червоного кольору. Тому інформація про кожну клітинку матиме досить складний вигляд: номер клітинки - 10110010, 01111010, яскравість зеленого — 1010, яскравість синього — 1101, яскравість червоного — 0011.
Перед тим як кодувати будь-яку інформацію, потрібно домовитися про те, які використовуються коди, у якому порядку вони записуються, зберігаються й передаються. Це називається мовою представлення інформації.
З прикладів, розглянутих вище, видно, що інформація описується багаторозрядними послідовностями двійкових чисел. Тому для зручності ці послідовності поєднуються в групи по 8 біт. Така група іменується байтом, наприклад, число — 11010011 — це інформація обсягом в один байт.
У своїй діяльності людина використовує чимраз більші масиви інформації-Так, якщо з 1940 по 1950 роки обсяг інформації подвоївся приблизно за 10 років, то сьогодні це подвоєння уже відбувається за 2—3 роки. При роботі з інформацією доводиться вирішувати велику кількість питань, пов'язаних зі зручними й вигідними формами її зберігання, передачі, пошуку, обробки. Крім цього, виникають завдання, пов'язані з визначенням структури інформації. Необхідно також вивчати загальні властивості інформації. Усім цим займається наука, що одержала назву інформатика.
Як розвивалася інформатика?
На початковому етапі свого розвитку інформатика була базою бібліотечної справи і протягом багатьох років була теорією й практикою її удосконалювання. Тоді інформатика займала проміжне місце між досліджуваними об'єктами природи й знаннями про них. Справді, людина, вивчаючи об'єкти оточуючого світу, одержує інформацію, яку фіксує на якихось носіях (література, магнітні касети тощо). Обробляючи інформацію, ми одержуємо знання про навколишній світ, що дозволяють створювати нові методи дослідження, одержувати нову інформацію, фіксувати її, обробляти і т.д.
Природно, хочеться назвати інформатикою те коло питань, що пов'язане з розробкою ефективних методів збирання, зберігання, обробки і перетворення наявної інформації в знання, тобто із забезпеченням зв'язків ланцюжка «інформація — знання», а не тільки з вивченням, де і в яких журналах частіше з'являються статті з цієї теми, як краще розставити книги, каталожні картки тощо.
Що ж таке інформатика? Якщо це збирання і обробка інформації про навколишній світ, як відрізнити її від фізики, хімії, геології й інших наук? Можливо, всі інші науки є її складовою частиною? Ні, інформатика не містить у собі ані хімії, ані фізики, ані медицини і т. д., хоча з кожною має багато спільного. Вона існує для допомоги іншим наукам і разом із математикою забезпечує їх методами досліджень і обробки інформації.
До 50-х років минулого сторіччя така постановка питання була неправомірною, тому що не існувало майже нічого спільного в методах збирання й обробки інформації у медиків, фізиків, психологів і т. д. Прикладів окремих зв'язків було багато, але не було спільного стрижня, навколо якого об'єдналися б усі науки. Становище істотно змінилося з появою ЕОМ.
Народження ЕОМ
Широко відомо, що перші ЕОМ створювалися для проведення обчислень у ядерній фізиці, у літальній і ракетній техніці. Подальше впровадження ЕОМ в область адміністративного управління й економіки дало не тільки економічний ефект, але й призвело до створення і бурхливого зростання нової галузі — засобів і методів електронної обробки інформації.
З'явилися нові ЕОМ, нові методи і засоби спілкування з ними. Виникла нова інформаційна промисловість, що виробляє дорогу і маловідчутну продукцію. Інформація стала товаром. Електронно-обчислювальні машини, створені спочатку для розв'язання обчислювальних задач, почали обробляти числову, текстову, графічну й іншу інформацію.
Обчислювальна техніка відразу ж показала свою ефективність у тих областях людської діяльності, де широко використовувалися методи людського моделювання — точні кількісні методи. Сюди належать фізика, механіка і т. д. Але існують області людської діяльності, які ще недавно вважалися недоступними для методів математичного моделювання, а отже, і для ЕОМ. У них тривало нагромадження окремих фактів, давався якісний опис об'єктів і подій. їх назвали описовими науками. Розвиток електронно-обчислювальної техніки, засобів і методів спілкування з нею, створення автоматизованих інформаційно-пошукових систем, методів розпізнавання образів призвели до того, що ЕОМ вже здатні проводити описовий аналіз досліджуваних об'єктів. З'явився новий напрямок досліджень — розробка машинного (штучного) інтелекту. Описові науки одержали ЕОМ як новий робочий інструмент. Нікого зараз не здивує таке повідомлення: «Вчені, обробивши на комп'ютері портрет Леонардо да Вінчі й зображення Мони Лізи на його картині, стверджують що скрізь зображене одне й те ж обличчя».
У розвитку ЕОМ можна виділити три етапи: обчислювальний, загально інформаційний та інтелектуальний. Наука й технології знаходяться зараз на порозі третього етапу — розвитку машинного інтелекту. Машинний інтелект увійде в життя у вигляді ЕОМ, що виконують такі функції, які раніше були привілеєм працівників розумової праці. Народжуються нові машини, створюються більш досконалі програми, «росте» машинний інтелект — з'являються нові можливості для дослідження й пізнання навколишнього світу.
Сучасна інформатика
інформатика — наукова дисципліна, що вивчає структуру і загальні властивості інформації, а також закономірності всіх процесів обміну інформацією, від безпосереднього усного й письмового спілкування фахівців і до формальних процесів обміну за допомогою різних носіїв інформації. Значну частину цих процесів складає науково-інформаційна діяльність щодо збирання, переробки, зберігання, пошуку й поширення інформації.