Xử lý thông tin là gì cho ví dụ

Chương 1 - Thông tin và xử lý thông tin
CHƯƠNG 1: THÔNG TIN VÀ XỬ LÝ THÔNG TIN
1.1. THÔNG TIN
Trong cuộc sống, người ta có nhu cầu đọc báo, xem truyền hình, giao tiếp với người khác
để có thông tin [information]. Thông tin là sự hiểu biết của con người về một sự kiện, một
hiện tượng nào đó thu nhận được qua nghiên cứu, trao đổi, nhận xét, học tập, truyền thụ,
cảm nhận,
Thông tin tự nó đã được hàm chứa và có sẵn trong mọi sự vật và tiến trình, nó mang một
trật tự khách quan nào đó. Người nhận thông tin là phát hiện lại, biết lại tính trật tự này qua
sự hiểu biết chủ quan của mình.
Khi tiếp nhận thông tin, người ta phải "xử lý" để có những quyết định. Một công ty phải
luôn luôn tìm hiểu thông tin về thị trường để có chiến lược kinh doanh thích hợp. Một
người điều khiển xe máy phải luôn nhìn đường và các đối tượng tham gia giao thông khác
để lái tới đích an toàn. Thông tin làm tăng thêm hiểu biết của con người, là nguồn gốc của
nhận thức và là cơ sở của quyết định.
Con người hiểu được thông tin qua lời nói, chữ viết, qua các dạng biểu diễn thông tin khác
và diễn tả thông tin thành ngôn ngữ để truyền đạt cho nhau. Thông tin được chuyển tải qua
các môi trường vật lý khác nhau như ánh sáng, sóng âm, sóng điện từ, Thông tin được
ghi trên các phương tiện hữu hình như các văn bản trên giấy, băng ghi âm hay phim ảnh,
Về nguyên tắc, bất kỳ cấu trúc vật chất nào hoặc bất kỳ dòng năng lượng nào cũng có thể
mang thông tin. Các vật có thể mang được thông tin được gọi là giá mang tin.
Thông tin có thể được truyền từ một giá mang tin này sang một giá mang tin khác. Như
vậy thông tin có thể được nhân bản và khi nhân bản ý nghĩa của thông tin không hề suy
giảm.
Sự thể hiện vật lý của thông tin được gọi là tín hiệu [signal]. Thông tin và tín hiệu có một
độ độc lập tương đối. Có thể chuyển tải một nội dung thông tin như nhau bằng những tín
hiệu khác nhau. Trên sân cỏ, động tác phất cờ của trọng tài biên [hình ảnh], tiếng còi trọng
tài chính [âm thanh] có thể cùng mang thông tin báo lỗi. Ngược lại một tín hiệu như nhau
có thể chuyển tải những thông tin khác nhau. Cũng là tiếng trống, có thể là tiềng trống khai
hội và cũng có thể là tiếng trống báo giờ tan trường.
Dữ liệu [data] là hình thức thể hiện của thông tin trong mục đích thu thập, lưu trữ và xử lý.

Trong nhiều tài liệu người ta định nghĩa dữ liệu là đối tượng xử lý của máy tính. Thông tin
luôn mang một ý nghĩa xác định còn dữ liệu là các dữ kiện không có ý nghĩa rõ ràng nếu
nó không được tổ chức và xử lý.
Tri thức [knowledge] là những hiểu biết có ý nghĩa khái quát về các mối quan hệ giữa các
thuộc tính, các sự vật, hiện tượng, mang tính quy luật do con người thu nhận được qua
phân tích, lý giải, suy luận, Như vậy tri thức là mục đích của nhận thức trên cơ sở tiếp
nhận thông tin. Quá trình xử lý thông tin chính là quá trình nhận thức để có tri thức.
1.2. ĐƠN VỊ ĐO THÔNG TIN
Thông tin về một đối tượng chính là dữ kiện về đối tượng đó, giúp chúng ta nhận biết và
hiểu được đối tượng. Vì vậy, thông tin có liên quan chặt chẽ đến khái niệm độ bất định.
Mỗi đối tượng chưa được xác định hoàn toàn đều có một độ bất định nào đó. Tính bất định
của một đối tượng sẽ giảm khi có thêm thông tin. Ví dụ, Trường Cao đẳng Sư phạm
[CĐSP] Hùng Vương có 2000 sinh viên, trong đó có 200 sinh viên thuộc ngành Tin học.
Có thông tin nói rằng, giải nhất trong kỳ thi hát hay của hội diễn văn nghệ thành phố thuộc
1
Chương 1 - Thông tin và xử lý thông tin
về một thông tin, người đoạt giải tiếng hát hay cũng đồng thời trước đó đã đoạt giải 3 trong
kỳ thi Olympic chuyên Tin học của sinh viên toàn quốc, thì độ bất định, độ mù mờ đã
giảm đi vì ta biết thêm sinh viên đó thuộc ngành Tin học.
Độ bất định có liên quan chặt chẽ với khái niệm xác suất - độ đo khả năng có thể xảy ra
của biến cố. Một biến cố chắc chắn không bao giờ xảy ra, xác suất của nó bằng 0, ngược
lại chắc chắn xảy ra, xác suất của nó bằng 1. Đại lượng xác suất có giá trị trong đoạn [0,1].
Xác suất sinh viên X của trường CĐSP Hùng Vương đạt giảI hát hay là 1/2000, sau khi có
bổ sung thêm thông tin thì xác suất sẽ là 1/200.
Mỗi sự vật, sự kiện đều hàm chứa một lượng thông tin. Muốn biết một đối tượng nào đó ta
phải biết đủ lượng thông tin về nó.
Đơn vị cơ bản dùng để đo lượng thông tin gọi là bit. Lượng thông tin chứa trong một bit là
vừa đủ để nhận biết chính xác một trong hai trạng thái có xác suất xuất hiện như nhau
[bằng 1/2] của một biến cố.
Ví dụ, xét việc tung ngẫu nhiên đồng tiền có hai mặt hoàn toàn đối xứng. Nếu ký hiệu mặt

sấp là 0, mặt ngửa là 1 thì kết cục đó biểu diễn bằng một trong hai số 0 hay 1. Mỗi số 0 hay
1 mang một lượng thông tin và được gọi là bit.
Trong số học nhị phân ta chỉ sử dụng hai chữ số là 0 và 1. Khả năng dùng hai chữ số đó là
như nhau. Tại mỗi thời điểm, một bit chỉ có thể chứa hoặc là chữ số 0 hoặc là chữ số 1. Từ
bit là từ viết tắt của binary digit. Như vậy, bit là một khái niệm vừa chỉ một độ đo vừa
chỉ một ký hiệu hoặc 0 hoặc 1. Trong xử lý tự động ta sẽ sử dụng bit theo nghĩa thứ
hai.
Tám bit tạo thành một byte là đơn vị đo thông tin thường được sử dụng. Ngoài ra, để đo
các lượng tin lớn, người ta dùng một số đơn vị bội của byte trong Bảng 1.1.
Tên gọi Viết tắt Giá trị
KiloByte KB 2
10
byte [1024 byte]
MegaByte MB 2
10
KB [1024 KB]
GigaByte GB 2
10
MB [1024 MB]
TetraByte TB 2
10
GB [1024 GB]
Bảng 1.1
1.3. PHÂN LOẠI VÀ MÃ HOÁ THÔNG TIN
Có nhiều cách phân loại thông tin tùy thuộc vào các tiêu chuẩn khác nhau. Chúng ta quan
tâm đến cách phân loại dựa vào các đặc tính liên tục hay rời rạc của tín hiệu vật lý thể hiện
thông tin. Tương ứng, thông tin được chia thành thông tin liên tục và thông tin rời rạc.
Thông tin liên tục đặc trưng cho các đại lượng mà số lượng các giá trị có thể tiếp nhận
được là vô hạn như độ dài dịch chuyển cơ học, điện áp, Thông tin rời rạc đặc trưng cho
các đại lượng mà số lượng các giá trị có thể kể ra được như số nhà trong dãy phố, số trang

của một quyển sách, tên học sinh trong một lớp học,
Thông tin rời rạc có thể biểu diễn thông qua các bộ ký hiệu [các chữ số, các chữ cái, ]
mà ta gọi là bảng chữ. Giả sử, ta có tập đối tượng X cần biểu diễn. Để làm điều này, ta
chọn một tập hữu hạn A các ký hiệu làm bảng chữ mà mỗi ký hiệu là một chữ. Ta sẽ gọi
mỗi dãy hữu hạn các chữ là một từ trên A. Ví dụ nếu A là tập các chữ số thì mỗi từ chính là
một số [cho bằng một dãy các chữ số]. Mã hoá các thông tin rời rạc của một tập X trên một
bảng chữ A chính là cách gán cho mỗi phần tử x X một từ y trên A. Phép gán mã phải
đảm bảo tính chất: mã của hai đối tượng khác nhau phải khác nhau. Tính chất này giúp ta
2
Chương 1 - Thông tin và xử lý thông tin
có thể tìm được đối tượng khi biết mã của chúng. Quá trình gán mã được gọi là phép lập
mã. Quá trình ngược được gọi là phép giải mã. Ví dụ, nếu X là tập các thí sinh, chọn A là
tập các chữ cái và chữ số thì có thể chọn mã của mỗi thí sinh là số báo danh của thí sinh
đó. Mỗi số báo danh phải cho phép xác định duy nhất một thí sinh.
Như đã biết, dữ liệu là hình thức biểu diễn thông tin. Vậy mã hoá chính là con đường
chuyển thông tin thành dữ liệu. Sau này ta sẽ thấy các thông tin dưới dạng số, văn bản, âm
thanh, hình ảnh đều phải chuyển dưới dạng mã phù hợp để máy tính có thể xử lý được.
Vấn đề rất quan trọng là làm thế nào để mã hoá một cách có hiệu quả cho thông báo được
truyền trong điều kiện có tiếng ồn và nhiễu sao cho việc truyền đảm bảo nhanh và nơi nhận
có thể khôi phục đúng nội dung của thông báo xuất phát.
Trong phép mã hoá Moorse, người ta chỉ dùng bảng chữ có hai ký hiệu là chấm và vạch để
mã hoá mọi thứ. Mã hoá trên bảng chữ hai ký hiệu được gọi là mã hoá nhị phân. Người
phát minh ra mã nhị phân là nhà triết học Anh Francis Bacon [1561-1626].
Trong Tin học, mã nhị phân được sử dụng rất rộng rãi. Có nhiều lý do, trong đó có lý do là
máy tính điện tử được chế tạo bằng các linh kiện vật lý có hai trạng thái như các mạch
đóng hoặc ngắt dòng điện, trạng thái nhiễm từ hoặc không nhiễm từ. Bảng chữ nhị phân
được sử dụng trong Tin học chỉ gồm 2 chữ là chữ số 0 và chữ số 1.
Với một tập hữu hạn các phần tử, để mã hoá nhị phân, cần gán cho mỗi phần tử một từ nhị
phân [mã nhị phân]. Ví dụ, đối với tập 8 phần tử ta có thể gán cho mỗi phần tử một mã
khác nhau trong tập 8 [= 2

3
] mã 3 chữ số nhị phân sau: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110,
111.
Một cách tổng quát, với bất cứ một tập N đối tượng chỉ cần dùng không quá [log
2
N] +1
chữ số nhị phân để tạo ra các mã đủ phân biệt N đối tượng vì với số tự nhiên k bất kỳ, có
thể tạo được 2
k
mã gồm k chữ số nhị phân.
1.4. XỬ LÝ THÔNG TIN
Xử lý thông tin là tìm ra những dạng thể hiện mới của thông tin phù hợp với mục đích sử
dụng. Ví dụ, khi cho phương trình x
2
+ bx + c = 0 ta cần giải [xử lý] để tìm ra hai nghiệm
x
1
và x
2
. Về mặt thông tin, việc biết b và c hoàn toàn tương đương với biết x
1
và x
2
. Tuy
nhiên trong mục đích sử dụng thì việc biết x
1
và x
2
khác hẳn với biết b và c. Như vậy xử lý
thông tin hướng hiểu biết vào những khía cạnh có lợi trong hoạt động thực tiễn.

Xử lý thông tin là xử lý trên những dạng thể hiện cụ thể của thông tin để rút ra được nội
dung sâu sắc bên trong của nó. Việc xử lý thông tin bằng máy tính là xử lý dạng của thông
tin, thể hiện dưới dạng tín hiệu điện mô phỏng việc xử lý ký hiệu để đạt tới việc thể hiện
ngữ nghĩa. Việc xử lý tiếp ý nghĩa của thông tin không thông qua dạng thể hiện là công
việc của con người.
Xử lý thông tin bằng máy tính được phát triển thêm một mức cao hơn là xử lý tri thức. Dựa
trên các dữ liệu thu thập được, thông qua việc xử lý chúng, sẽ phát hiện ra các quy luật chi
phối sự xuất hiện các dữ liệu đó. Xử lý tri thức là một đặc trưng mới, là một xu thế phát
triển phạm vi ứng dụng trong toàn xã hội hiện tại và tương lai.
3
Chương 1 - Thông tin và xử lý thông tin
Câu hỏi và bài tập
1. Hãy trình bày về các khái niệm: thông tin, độ bất định, tin hiệu, dữ liệu và nêu mối quan
hệ giữa chúng. Hãy phân biệt khái niệm thông tin và tri thức.
2. Hãy nêu một ví dụ để minh hoạ việc chuyển tải thông tin qua môi trường vật lý và chỉ ra
giá mang tin trong trường hợp đó là gì.
3. Hãy tìm một ví dụ minh hoạ mối quan hệ giữa các khái niệm thông tin và độ bất định.
4. Hãy trình bày khái niệm và nêu các ví dụ về thông tin liên tục và thông tin rời rạc.
5. Hãy trình bày về mã hoá thông tin. Cho 12 đối tượng, hãy nêu một cách mã hoá nhị
phân tập 12 đối tượng đó.
6. Đơn vị đo thông tin là bit. Nhưng bit lại chính là chữ viết tắt của cụm từ chữ số nhị
phân "Binary Digit". Hãy trình bày mối liên hệ giữa hai điều này.
7. Hãy nêu các đơn vị đo lượng thông tin.
8. Hãy nêu một ví dụ để minh hoạ xử lý thông tin là gì.
9. Có thể nói rằng, xử lý tri thức cũng là xử lý thông tin nhưng ở mức cao được không?
Hãy lý giải cho câu trả lời.
4