Информация - это довольно широкое понятие, охватывающее все сообщения, которые могут быть переданы посредством речи, письма, радио, телевидения и другими средствами передачи и приема. В потоке данных человек пытается отделить зерно от плевел: ценную информацию от пустяков. В связи с этим информацию «измеряют». Единицей измерения информации является бит - слово это происходит от сокращения английского названия binary digit (двоичная цифра). Один бит - это минимальное количество информации, которую можно передать или зарегистрировать. Он определяет одну из двух возможностей появления взаимно исключающих событий, например: «да-нет», «есть-нет», «включено-выключено» и т. п.
Два бита содержат информацию об одном из четырех возможных состояний,три - об одном из восьми и т.д. И это потому, что, располагая системой из битов, мы имеем возможность передать или записать один из 2 возможных вариантов, информации.
Электронные элементы, такие как мультивибраторы, реле и т. п., могут иметь два различных возможных состояния: «включено» и «выключено». Благодаря этому можно осуществить запоминание информации. В простейшем случае импульс - внешний сигнал (информация) вызывает переключение триггера, который остается в этом состоянии до прихода следующего сигнала или иначе говоря, он запоминает полученную информацию. Соединяя между собой такие элементы, можно получить устройство памяти, называемое регистром. Регистр на 3 бита может зарегистрировать 23 = 8 различных комбинаций электрических сигналов. Регистр на 5 битов - уже 32, т. е. 25 и т. д. Регистр содержит столько же битов информации, сколько имеется элементов с двумя устойчивыми состояниями (электронных триггеров или электромагнитных реле). Каждому из устойчивых состояний этих элементарных запоминающих устройств приписывают значения 0 или 1. Мы говорим о реле и триггерах потому, что именно они применяются обычно в любительских ЭВМ. Современная техника уже далеко ушла вперед от этих исходных рубежей, однако принципы остались неизменными.
Теория информации используется сегодня не только при создании средств связи, телекоммуникации, цифровых ЭВМ, но и такой сравнительно отдаленной области, как программирование процессов обучения. При этом речь идет о двух направлениях решения этой проблемы. Первое касается оценки количества информации (в битах), связанной с различными техническими устройствами и живыми организмами. Например: мгновенная емкость человеческой памяти составляет 105 битов, а емкость памяти обучающих машин 300...460 битов, что отвечает 50 вопросам из 6...9 знаков.
Второе направление касается количества информации, передаваемой одновременно. Поток передаваемой информации зависит от ширины полосы пропускания и от отношения уровня полезного сигнала к уровню шума. Отсюда следует практический вывод. До сих пор при классическом обучении применяется слишком широкая полоса частот: от нескольких десятков до нескольких тысяч герц. В то время как для передачи этой информации машине достаточно полосы частот, занимающей десятки герц, широкая полоса частот нужна учителю лишь для того, чтобы донести до учеников сведения в условиях, когда имеются помехи (шум в классе). Машина же взаимодействует непосредственно с каждым учеником, которому передает сведения в удобной для считывания форме.
Если речь идет об одноразовой минимальной порции информации для обучающей машины, то принято, что она составляет пять предложений из 40...50 слов.
А теперь немного цифр. Около 90% научных работников всех времен живут в настоящее время. Половина всех научный открытий падает на последние 25 лет. За это время выдано свыше 13,5 млн. патентов на изобретения. В мире выходит около 100 тыс. научных журналов. Каждый год добавляется около 60 тыс. названий специальных книг. Каждую минуту мир получает около 2тыс. страниц печатного текста с научной и технической информацией. Каждые 10...15 лет происходит удвоение количества информации (в космонавтике - даже каждые 3 года).
Нет ничего удивительного в том, что науке и технике грозит информационный потоп. Ученые и конструкторы часто работают над вопросами, давно решенными другими. Много информации и результатов работы, накопленных за целую жизнь, скрывается в блокнотах ученых и врачей. Информация оседает неиспользуемой в библиотеках и архивах. Искусственные спутники Земли постоянно передают такое количество информации, обработка и использование которой требует времени и сил, весьма часто превышающих наши возможности.
Необходимо искать новые способы обработки информации с тем, чтобы иметь возможность использовать эти огромные накопленные запасы знаний. Это обеспечат нам только электронно-цифровые вычислительные машины (ЭЦВМ), способные запоминать огромное количество информации для передачи ее в так называемом реальном масштабе времени. Ибо какая польза от информации, собранной в памяти машины, если простой просмотр ее займет несколько десятков лет у исследователя. Поэтому появилась информатика - наука о синтезе информации. В будущем машина сама будет передавать человеку только ценную информацию, отбрасывая сведения, повторяющиеся или маловажные.