РЕДУНДАНТНОСТЬ

В: Определения Информации и Редундантности (по Шеннону)? Плюсы и минусы Шенноновский определений?
О мини: I = минимальный Код одного Сообщения. R = log2 ( Длина Кода / I ).
плюс: I и R можно измерить. минус: содержимое и значение I не совпадают.
О коротко
Информация = кратчайшему из возможных Кодов, с помощью которого можно передать Сообщение.
Редундантность = log2 ( Длина Кода / Информация ).
Плюс: Информация и Редундантность становятся вычисляемыми.
Минус: Определение Информация не имеет ничего общего с содержанием Сообщения, что противоречит интуитивному восприятию.
О длинноИнформация определение 1 = минимальное количество бит, которое требуется для кодирования одного Сообщения. 
Информация Определение 2 = длина кротчайшего кода, с которым можно передать сообщение. 
Редундантность = log2 ( Длина Кода / Информация ).
Плюс: Информация и Редундантность становятся вычисляемыми.
Минус: Оба определения Информации не имеют ничего общего с содержимым Сообщения. Захватывающее (в Преголе плавают дельфины) и скучное (в Преголе плавают бутылки) Сообщения могут имеет близкую Длину Кода и содержат при этом одинаковую Информацию.

В: Сравните обработку Информации Компьютером и Человеком

 КомпьютерЧеловек
Ввод [bit/sec]:  
Вывод [bit/sec]:  
Редундантность:  
Базовый Код:  
Форма записи Кода:  
Передача Кода:  
Операции с Числами:  
Операции с Изображением и Звуком:  
Способность к идентичному воспроизведению и однозначности:  
Устойчивость к помехам:  
Способность к обучению:  

О:

 КомпьютерЧеловек
Ввод [bit/sec]:1 Giga100 Giga
Вывод [bit/sec]:1 Giga1 Kilo
Редундантность:0 до 410 до 14
Базовый Код:0 и 1неизвестно
Форма записи Кода:магнитныйнеизвестно
Передача Кода:ЭлектроимпульсыМембранный потенциал
Операции с Числами:хорошоплохо
Операции с Изображением и Звуком:только через числахорошо
Способность к идентичному воспроизведению и однозначности:всегдапочти никогда
Устойчивость к помехам:нольхорошо
Способность к обучению:плохохорошо


В: Нужно закодировать 4 состояния погоды (Солнце, Дождь, Облачно, другое). Определите тип данных и приведите пример для 0) Код без Рудундантности, 1) Код с Редундантностью = 1,2) Код с Редундантностью = 2, и 3) Код с Редундантностью = 3.

Редундантность0123
Тип Данных    
Солнце    
Дождь    
Облачно    
Другое    

О:

Редундантность0123
Тип Данных2 Bit4 Bit8 Bit ASCII charString 2 ASCII
Солнце111111ССо
Дождь101010ДДо
Облачно010101ООб
Другое000000???


В: Посчитайте Редундантность Кода, который кодирует 4 состояния погоды (Солнце, Дождь, Облочно, другое) через 4 иконки 32x32x8Bit.
О: R = log2(32x32x8 / 2) = log2(32) + log2(32) + log2(8) - log2(2) = 5+5+3-1 = 12

В: Плюсы + Минусы нередундантного Кода?
О: Плюсы: занимает мало место в памяти, меньше нагрузка при передаче, идеально для восприятия Компьютером и для программирования. 
    Минусы: непонятный и трудно запоминаемый для Человека, экстремально уязвим перед помехами, невосстановим при потерях записи или передачи, наличие ошибки в Коде не распознается.

В: Что подразумевается под понятием Data Processing? Редундантность? другие характеристики? Примеры?
ОПереработка кодов высокой плотности и низкой Редундантности, в другие коды высокой плотности, и низкой Редундантности. Синонимы: обработка данных, машинная арифметика. Примеры: финансы, математика, физика, статистика, управление, контроль машин, связи между машинами, классическая Computer Science.


В: Что подразумевается под понятием Computer Graphics? Редундантность? другие характеристики? Примеры?

О: Преобразование кодов высокой плотности, с низкой редундантностью в высоко редундантные картинки. В широком смысле, любой вывод на экран или принтер. В более узком смысле, выводы цифр, букв и китайских иероглифов не принадлежат к CG. Примеры: каждое представление изображения с помощью компьютера, любые преобразования векторной графики в растровую графику, операционные системы с графическим интерфейсом, видео игры, компьютерные фильмы, бизнес-графики.

В: Что подразумевается под понятием Image Processing? Редундантность? другие характеристики? Примеры?

ОПреобразование высоко редундантных образов в другие (лучшие) высоко редундантные образы и их компактное хранение (= компрессия). Синонимы: обработка изображений, Picture Processing. Примеры: сканеры, цифровые копировальные аппараты, цифровые фото, цифровое телевидение, X-Ray, компьютерная томография, радар, ультразвук, метеорологические спутники.


В: Что подразумевается под понятием Computer Vision? Редундантность? другие характеристики? Примеры?

ОПреобразование высоко редундантных изображений, в числа с низким уровнем редундантности = разрушение редундантности. А именно: преобразование растровой графики в векторную графику. Синонимы: распознавание образов, понимание образов. Примеры: считыватели штрих-кодов, сканеры, кассовые аппараты, программа для чтения документов Optical Character Recognition OCR =, распознавание отпечатков пальцев, хромосомы, опухоли, ракеты. Будущее: распознавание лиц, автоматическое управление транспортными средствами и т.д.

В: Схема: Data Processing, Computer Graphics, Image Processing и Computer Vision, как интерфейс между Машиной и Человеком
О:




В: Схема: Data Processing до 1980 = Информатика без интерфейса между Человеком и Машиной
О: 





В: Неотъемлемые части (устройства) интерфейса Человек-Машина?
О: Человек → Машина: клавиатура, мышь, джойстик, микрофон, видеокамера, сканер

Машина → Человек: Растровый дисплей, векторный дисплей, принтер, плоттер, звуковые колонки.


В: Значимые проблемы интерфейса Человек-Машина?
ОПроблема регулирования редундантности: Человек должен жестко сокращать свою естественную редундантность (клавиатура + мышь), а Компьютер должен значительно разбавлять свою естественную плотность информации (растровый дисплей). Проблема отсутствия образных коммуникаций, языка тела, звуков, запахов, чувств. Проблема принудительной однозначности и поэтому необходимость создания искусственных, однозначных языков.


В: Укажите к какому из 4-х направлений (Data Processing DP, Computer Graphics CG, Image Processing IP и Computer Vision CV) относятся указанные индустрии:


ComputerGame
Сканнер
Круговая Диаграмма
Компьютерная Томография
Штрих Код
Статистика
Табличные расчеты
Цифровой Принтер
OCR
CAD
Отпечатки пальцевГрафическая Карта
Калькулятор
Цифровое ТВ
MPEG
Мышка
Счет в банке
Рспознавание Цели
Монитор
Клавиатура
База данных
Micky Maus
Биржа
Подделка банкнот

О:

ComputerGame:CGСканнер:IPКруговая Диаграмма:CGКомпьютерная Томография:IP
Штрих Код:CVСтатистика:DPТабличные расчеты:DPЦифровой Принтер:IP
OCR:CVCAD:CGОтпечатки пальцев:CVГрафическая Карта:CG
Калькулятор:DPЦифровое ТВ:IPMPEG:IPМышка:CG
Счет в банке:DPРспознавание Цели:CVМонитор:CGКлавиатура:DP
База данных:DPMicky Maus:CGБиржа:DPПодделка банкнот:IP